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地震作用下非规则多跨连续梁桥横向碰撞效应研究
| 论文题名： | 地震作用下非规则多跨连续梁桥横向碰撞效应研究 |
| 关键词： | 多跨连续梁桥;地震作用;横向碰撞;桥墩受力;防震减灾 |
| 摘要： | 在工程实践中，进行桥梁结构地震反应分析时通常忽略挡块的影响。近年来学界逐渐关注桥梁横向碰撞问题，但现有研究所针对的结构形式都较为简单，而且对挡块特性的考虑也不完善，与挡块力学性能的研究间仍缺乏较好的衔接与结合。为了探究地震作用下非规则多跨连续梁桥的横向碰撞效应，对结构地震反应做出更切实的预测与判断，提高该类桥梁的防震减灾能力，本文进行了以下逐步深入的研究工作: (1)建立了考虑支座非线性与桩-土相互作用的桥梁横向碰撞分析模型，研究了横向碰撞特征及其对结构地震反应的影响，并对主要影响因素进行了参数分析。结构表明:横向碰撞限制梁体位移，但产生的碰撞力增大了桥墩内力与各墩受力分布的不均匀性;增大接触刚度可提高限位能力，但过大的接触刚度会使桥墩受力过大;初始间隙较小时，导致的碰撞力与墩底弯矩较大。 (2)提出了综合考虑混凝土挡块性能以及梁体与挡块碰撞效应的模拟分析方法，考察了混凝土挡块特性对结构地震反应的影响，分析了主要性能参数的影响规律。结果表明:挡块强度对混凝土挡块抗震性能有重要影响，挡块强度越大，梁墩相对位移越小，但过大的挡块强度也会导致极大的桥墩内力;提高挡块变形能力可有效减小碰撞力与挡块损伤;初始间隙过小时限位效果并不理想。 (3)建构了钢挡块力学性能模拟与分析模型，在桥梁横向碰撞效应分析中探究了钢挡块特性对结构地震反应的影响，并对其主要性能参数进行了分析。结果表明:钢挡块的抗震性能主要受屈服强度的影响，增大屈服强度可有效提高限位能力，但过大的屈服强度也会极大地增加桥墩受力;弹性刚度的影响类似，但程度远不及屈服强度;初始间隙过小并不利于预定限位目标的实现。 (4)比较了不同类型挡块的作用效果，对其抗震性能进行了评价。结果表明:不考虑普通挡块的屈服或破坏，会高估其限位能力与桥墩受力;强度是挡块限位与传力机制的关键，取值过大，即如理想弹性挡块，限位佳而使桥墩受力大，取值过小，则挡块损害严重，限位作用难以发挥;钢挡块比混凝土挡块的限位能力更优。 (5)采用在挡块前加设橡胶垫片的减碰措施，给出了各类型挡块前加设橡胶垫片后的力学分析模型，探讨了橡胶垫片在不同类型挡块上的减碰效果以及其主要设计参数的影响。结果表明:理想弹性挡块应当加设橡胶垫片，能够显著减小碰撞力与桥墩受力;混凝土挡块宜加设橡胶垫片，能进一步减小梁墩相对位移与碰撞力，减轻挡块损伤;钢挡块可加设橡胶垫片以提高限位能力;可适当增加橡胶垫片厚度，但不宜塞满初始间隙。 |
| 作者： | 夏人杰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵人达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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