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地震作用下曲线梁桥碰撞效应分析
| 论文题名： | 地震作用下曲线梁桥碰撞效应分析 |
| 关键词： | 曲线梁桥;地震响应;伸缩缝;结构碰撞;Kelvin模型 |
| 摘要： | 曲线梁桥具有优美的线形以及良好的适应能力，在公路以及城市道路的立交匝道工程中有着非常广泛的应用。同时由于结构的弯扭耦合特性，曲线梁桥是地震中比较容易损坏的结构，历次强烈地震中的桥梁震害表明，相邻结构之间的碰撞作用是造成曲线梁桥破坏的主要原因。曲线梁桥在地震作用下发生碰撞的位置主要有两类，一是桥台与梁体之间的碰撞，二是上部相邻联体之间的碰撞。碰撞作用将会导致梁端或桥台的局部破损、梁体开裂，严重的甚至发生落梁破坏。因此，深入研究曲线梁桥伸缩缝位置碰撞现象的作用机理、影响因素及其对整个桥梁体系抗震性能的影响具有重要的现实意义。本文总结了桥梁碰撞的理论、试验和分析模型研究现状，阐述了桥梁抗震和碰撞反应分析方法，为了更好的分析曲线梁桥伸缩缝位置的碰撞效应，提出采用接触单元法中的Kelvin模型进行碰撞反应分析。 本文以立交匝道工程中常见的独柱墩桥梁为研究背景，基于ANSYS软件，选取合适的单元类型建立曲线桥的三维动力分析模型。研究了曲线梁桥的自振特性，并分析了不同墩高、不同支座水平刚度对结构动力特性的影响。通过动力时程方法，探讨了双向地震输入时曲线梁桥各伸缩缝基于最大碰撞力的最不利地震动输入角度。研究了伸缩缝位置的碰撞效应对曲线梁桥地震反应的影响，并比较了伸缩缝处的双边碰撞作用与单边碰撞作用对结构地震反应影响规律的区别，得出一些有益结论，以期对曲线梁桥的抗震减灾设计提供建议。探讨了接触单元初始间隙、临联周期比、墩梁固结、活动支座初始刚度以及不同的地震动输入方式对曲线梁桥碰撞响应的影响。根据本文及相关学者的研究成果，提出减轻曲线梁桥伸缩缝处碰撞作用的相应措施。 |
| 作者： | 康良 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王钧利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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