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原文传递高墩桥梁地震响应计算研究

论文题名：	高墩桥梁地震响应计算研究
关键词：	高墩桥梁;地震响应;结构参数;附加水质量;塑性铰;剪跨比
摘要：	随着交通的大发展，长大桥的建设越来越多，高墩桥梁的抗震问题也变得十分重要。本文在总结了国内外学者在地震荷载作用下墩水耦合振动分析方面研究的基础上，研究通过半解析法求解得到的矩形截面桥墩附加水质量与桥墩截面、水深、墩高等参数间的关系。采用梁柱单元模型，分析讨论附加水质量和流水压力对桥墩的地震响应的影响。对弹塑性单墩模型进行非线性动力时程分析，研究地震荷载作用下桥墩塑性铰开展部位与桥墩结构参数和地震荷载特性之间的关系。通过简化算法研究不同塑性铰开展形式对桥墩自振特性、桥墩地震响应的影响规律。主要的结论如下：　　1.附加水质量沿桥墩高度方向的变化形式：在距水面0.2倍水深范围内，附加水质量由0增加到某一特定值，水深进一步增加附加水质量增幅较小，基本保持不变，且与桥墩的截面面积成正比。　　2.桥墩地震响应(墩顶位移、墩底剪力和墩底弯矩)增大率基本随着水深墩高比的增大而增大。水深墩高比≤0.5时，可忽略水对桥墩墩顶位移的影响；水深墩高比≤0.25时，可忽略水对桥墩墩底弯矩的影响；而水对桥墩墩底剪力的影响不可忽略。水深墩高比为1时，桥墩地震响应增大率最大可达45％。　　3.考虑水流压力与未考虑水流压力时桥墩地震响应的差别较小，对于墩高120米以下桥墩，其差别率最大值基本在5％左右。　　4.高墩桥梁塑性铰的不同形式：　　(1)墩底先出现塑性铰，墩底塑性铰继续开展，同时墩中出现塑性铰；　　(2)墩中先出现塑性铰，墩中塑性铰继续开展，同时墩底出现塑性铰；　　(3)仅在墩底出现塑性铰；　　(4)仅在墩中出现塑性铰。　　5.高墩桥梁塑性铰随着地震波加速度峰值的增大而逐渐开展；地震波的特征周期越长，高墩塑性铰越容易产生和开展；塑性铰开展范围随配筋率增大而逐渐缩小。　　6.桥墩产生不同形式塑性铰后，地震响应(桥墩墩底和墩中的剪力和弯矩值)的降低率与桥墩剪跨比的关系基本呈现与规范反应谱类似的曲线形式。由剪跨比为2.5～3.5时的较低值迅速增大到最大值(75％左右)然后随着剪跨比的增大而降低，并在剪跨比增至12左右，降至较小值(0％～10％之间)。
作者：	张坤
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	钟铁毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文