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多跨曲线连续刚构桥地震反应分析
| 论文题名： | 多跨曲线连续刚构桥地震反应分析 |
| 关键词： | 曲线连续刚构桥;桩-土相互作用;动力特性;反应谱分析;动力时程分析;抗震性能 |
| 摘要： | 随着我国公路交通事业在西部地区的快速发展，山区高等级公路上修建了大量控制性工程——桥梁。曲线桥梁能够很好的克服山区地形限制，服从路线整体设计要求，从而推动了曲线刚构桥的迅速发展。自1971年美国圣费尔南多(San Fernando)地震后曲线梁桥的抗震研究起步至2008年汶川地震，曲线桥梁仍遭到不同程度的震害，表明国内外学者就曲线桥梁的地震反应分析与抗震性能的研究难度大，认识规律不足，亟待深入探讨。 本文以某高速公路上一座多跨预应力混凝土曲线连续刚构桥为工程背景，采用Midas Civil软件建立了考虑桩-土相互作用的结构模型进行动力特性分析、反应谱分析和动力时程分析，具体研究内容与所得结论如下： （1）运用Midas Civil有限元软件建立了该连续刚构桥的两种模型——墩底固结模型与考虑桩-土效应的模型，对其进行模态分析并比较两种模型的自振频率及相应振型特点等动力特性，结果表明：考虑桩土相互作用后，一阶振型周期增大69.03％，而随着振型阶次的增加，高阶振型的周期与墩底固结模型对应的周期逐渐接近，十阶自振周期仅增大6.43%。说明在软土地基中，桩基础增大了结构的自振周期，但对高阶振型周期的影响不大。 （2）对曲线刚构桥进行 E1地震作用下的水平双向反应谱分析，得到结构最大的地震响应以确定最不利地震动水平输入方向，然后对墩底固结模型与考虑桩-土效应的模型进行反应谱分析与动力时程分析，得出：考虑桩-土效应后桥梁结构横桥向的地震响应比顺桥向大；对该曲线连续刚构桥进行抗震性能分析时，可以忽略竖向地震动的影响；地震作用下，动力时程法的计算结果不小于反应谱法计算结果的80%，符合最新颁布的《公路桥梁抗震设计细则》规定要求。 （3）设计三种桥墩形式，即原桥矩形实心墩、双肢薄壁实心墩和内八角形空心墩进行时程分析，结果表明：采用双肢薄壁空心墩，顺桥向除1＃墩内力增加外，其他桥墩均明显减少，而横桥向所有桥墩的内力变化不大，位移大幅增加；采用内八角形空心墩，其弯矩和剪力均小于矩形实心墩，只是墩顶位移略有增大而已；由墩顶、墩底的最大应力比较可知，双肢薄壁实心墩最大，矩形实心墩次之，内八角形空心墩最小。因此建议将原矩形实心墩改为内八角形空心墩，该桥的抗震性能更好。 |
| 作者： | 胡迪 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 陈锐林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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