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近远场地震动作用下考虑碰撞的曲线连续梁桥抗震性能分析
| 论文题名： | 近远场地震动作用下考虑碰撞的曲线连续梁桥抗震性能分析 |
| 关键词： | 曲线连续梁桥;近远场地震;结构操作;脉冲效应;抗震性能 |
| 摘要： | 随着社会经济的持续发展，对曲线桥梁的需求也在不断上升，其在城市立交、高速匝道中等方面具有广泛的应用，因此越来越多的曲线桥开始修建在地震高发区。由于曲线桥在交通系统中扮演十分重要的角色，它的震后通行性将严重影响救灾的进程与效率，其抗震设计的重要性不言而喻。当地震发生时，靠近震中区域的地震动往往具有速度脉冲等特征，这会给区域内的结构带来严重的破坏。曲线桥由于自身的几何不规则性，荷载作用下受力复杂，导致其相邻结构在地震下更容易发生碰撞。研究曲线桥在近远场地震下的损伤与破坏特性的异同对完善曲线桥设计很有必要。本文以一座实际工程中的曲线连续梁桥为例，分析在近远场地震下不同的响应特征。主要工作内容如下： ①目前桥梁碰撞分析模拟方法中主要使用主从面法和接触单元法。曲线桥由于几何不规则性，在地震中碰撞行为较为复杂，使用合理的方法模拟碰撞是有必要的。分别使用上述两种方法对直线桥与曲线桥模型进行碰撞模拟。结果表明：在直线桥中两种方法的分析结果相近，而在曲线桥中差异较大。根据对比文献，认为在曲线桥中应选用有限元力学法中的主从面法作为碰撞模拟方法。 ②采用断层距作为近远场地震动的划分依据，从五·一二汶川地震中分离出近、远场地震动。对选出的近场地震动使用改进后的经验模态分析EMD方法进一步定量检验其是否具有速度脉冲效应。进而选出用于分析的三条近场地震动。同时淘汰掉地震动加速度记录过小的远场地震动，选出三条远场地震动。 ③总结曲线桥的地震损伤与破坏情况，结合桥梁损伤后的交通通行性提出了三种破坏状态，进而给出基于伸缩缝处残余位移、支座应变、相邻结构碰撞力、桥墩塑性变形、落梁风险的损伤评估方法。 ④基于ABAQUS软件，以丽攀高速公路中的一座曲线桥梁为原型建立使用主从面法考虑碰撞接触的有限元分析模型，将所选地震动调幅后输入该模型进行非线性时程分析。其结果表明：曲线桥各伸缩缝的纵向位移较径向位移更大，碰撞在桥中伸缩缝处集中在主梁顶板翼缘，在端部伸缩缝处集中在底板处。边跨伸缩缝处的碰撞力较大但碰撞次数较少，而桥中碰撞力较小但碰撞次数较多。 ⑤通过对结果进行对比与分析，曲线桥在近场地震中会出现比远场地震更严重的损伤与破坏，主要体现在具有更高的落梁可能性、更大的碰撞力、更严重的碰撞损伤以及伸缩缝处出现更大的残余位移。 |
| 作者： | 符健松 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李正英;廖新雪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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