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考虑碰撞效应的曲线连续刚构桥-引桥-桥台耦合体系地震响应研究
| 论文题名： | 考虑碰撞效应的曲线连续刚构桥-引桥-桥台耦合体系地震响应研究 |
| 关键词： | 公路桥梁;地震响应;碰撞效应;减隔震控制;参数分析;抗震性能 |
| 摘要： | 地震发生时往往会对桥梁结构产生严重的损伤，因此对桥梁结构展开地震响应研究有着重要的现实意义。与直线桥梁相比，曲线桥梁由于弯扭耦合效应的影响在地震下桥梁的受力情况更加不利。现有研究对曲线连续刚构桥的抗震性能研究较少，本文对考虑碰撞效应的曲线连续刚构桥-引桥-桥台耦合体系进行研究，通过有限元软件CSIBridge对曲线连续刚构桥-引桥-桥台这一耦合体系建立模型分析。本文的主要研究内容如下： （1）考虑桩土作用、桥台与台后填土之间的作用以及考虑地震过程中支座的弹塑性变形，建立起了考虑桥台与引桥的曲线连续刚构桥模型。通过有限元模拟分析了直线和曲线连续刚构桥-引桥-桥台耦合体系中桥台、引桥和主桥的地震响应差别，采用时程分析法分析了主桥、引桥和桥台在地震激励下的地震响应，总结了直线和曲线连续刚构桥-引桥-桥台耦合体系的差别。 （2）介绍了目前广泛使用的碰撞计算理论，采用接触单元法来分析碰撞过程，选择改进Kelvin模型模拟桥梁结构之间的碰撞过程。对曲线连续刚构桥-引桥-桥台耦合体系是否考虑碰撞效应的地震响应区别进行分析，发现考虑碰撞效应之后，左侧桥台沿径向和切向位移增大241%和477%；引桥切向位移增大45%，引桥落梁风险增加；主桥刚构墩受力减小均在7%以内。 （3）在考虑结构间碰撞效应的基础上，分析了连续刚构桥、连续梁桥和刚构连续梁桥的地震响应差异，研究了曲率半径、引桥跨数、墩高和伸缩缝宽度变化时曲线刚构-引桥-桥台体系在地震激励下的碰撞力、位移、弯矩、扭矩及剪力的变化规律，在此基础上总结了曲线刚构-引桥-桥台体系的地震响应参数影响规律。 （4）概括了减震和隔震的基本原理和使用情况，介绍了铅芯橡胶支座隔震原理和液压阻尼器的减震原理，并概括了其力学模型，在上文模型的基础上，通过对比分析采取减震隔震措施前后曲线连续刚构桥-引桥-桥台的地震响应，验证铅芯橡胶支座和液压阻尼器的隔震减震效果，并提出隔震减震装置应用于曲线连续刚构桥-引桥-桥台耦合体系的最优参数。 |
| 作者： | 孙凡 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 邬晓光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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