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高墩大跨连续刚构桥地震响应与抗震性能分析
| 论文题名： | 高墩大跨连续刚构桥地震响应与抗震性能分析 |
| 关键词： | 刚构桥;地震响应;动力特性;振型模态;反应谱;动力弹塑性分析;多点激励;行波效应 |
| 摘要： | 高墩大跨连续刚构桥因其造价较低、施工方法成熟、具有较大的跨越能力在山区得到广泛的工程应用。高墩大跨连续刚构桥的静动力效应与常规的中、小跨径刚构桥相比，受到墩高比的影响，更具复杂性。我国西南地区处于地质活跃板块多地震灾害，这使得结构动力响应问题突出。而我国现有桥梁抗震设计规范条文对于高墩大跨的桥梁抗震细则仍需完善。因此，针对高墩大跨度刚构桥的地震响应进行深入分析研究是十分必要的。 本文阐述了国内外高墩大跨刚构桥地震响应的研究现状和地震反应理论，并以乌公大桥(80+150×2+80)m连续刚构桥为研究背景，利用有限元软件对其进行地震响应分析，主要研究内容与成果如下: (1)基于有限元方法构建了墩底固结模型与桩-土-结构模型，分析了桩-土作用对高墩大跨连续刚构桥动力特性的影响，研究发现了桩-土作用导致原本参与低阶模态部分质量向高阶模态转移的规律。 (2)采用反应谱方法开展了桥址处场地特征下的结构地震响应分析，得出了墩高比与系梁个数设置对于考虑桩土作用结构的地震响应的影响规律，提出了高墩大跨连续刚构桥合理的墩高比和系梁设置方式，为今后高墩大跨连续刚构桥的抗震设计提供参考。 (3)开展了截面动力弹塑性分析，得到了不同地震动峰值下塑性铰产生位置以及其塑性发展规律。指出了结构在顺桥向的塑性铰相对于横桥向塑性铰具有更好的耗能效果，并通过分析不同地震动峰值的塑性变形，总结提出了矮墩的墩底和墩顶截面为抗震薄弱截面。 (4)基于大质量法构建了多点激励模型，分析了考虑行波效应的纵波和横波对该桥结构响应的影响。研究发现了考虑行波效应的纵波和横波对各墩内力影响不同，纵波和横波均对矮墩内力影响较大的规律。 |
| 作者： | 朱清华 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 田仲初 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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