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土-桩基础-桥梁动力相互作用的计算模型研究
| 论文题名： | 土-桩基础-桥梁动力相互作用的计算模型研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;抗震设计;土-桩基础-桥梁动力相互作用模型;自振特性;地震响应 |
| 摘要： | 桥梁结构的抗震设计是基于对桥梁在地震作用下的响应的准确分析。目前，多数桥梁结构的抗震设计基于刚性地基假定，忽略了土-桩基础-桥梁动力相互作用的影响。本文主要研究土-桩基础-桥梁动力相互作用的计算模型，给出了求解桩基础动力刚度和阻尼的实用方法。本文主要内容如下: (1)通过文献调研，总结和分析现有的土-桩基础-桥梁动力相互作用计算模型。 (2)通过一维波的传播理论，分析半无限介质中一维土体的动力阻抗，阐述桩基础的辐射阻尼、材料阻尼随振动频率的变化规律。 (3)对计算单桩动力阻抗的等效均质法和分层叠加法进行了分析讨论;并给出了计算群桩基础各桩之间的动力相互作用因子的方法。由此提出了用于桥梁桩基础-土动力相互作用的计算模型。 (4)为了验证所提出的计算模型，对一座高速铁路桥梁的桩基础桥墩的土-基础动力相互作用进行了计算分析。比较了考虑和不考虑土-基础动力相互作用的情况下，桥墩的自振特性以及地震响应;分析了采用等效均质法和分层叠加法计算单桩动力阻抗对桥墩动力响应的影响。结果表明，对于刚度较大的结构，考虑土-基础动力相互作用后，结构刚度减小，位移和内力增大。若不考虑土-基础动力相互作用，结构抗震设计将偏于不安全。 (5)应用所提出的计算模型分析讨论了一座独塔斜拉桥和一座大跨悬索桥在考虑土-基础动力相互作用后结构的自振特性和地震响应。结果表明，对于此类跨度较小的斜拉桥，刚度相对较大，考虑土-基础动力相互作用后，结构的位移增大，部分构件内力减小，其他构件增大;对于大跨度悬索桥，考虑土-基础动力相互作用后，上部结构的位移和内力均减小。 |
| 作者： | 董江华 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 武守信 |
| 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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