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高墩小半径曲线梁桥地震作用下动力反应分析
| 论文题名： | 高墩小半径曲线梁桥地震作用下动力反应分析 |
| 关键词： | 高墩小半径曲线梁桥;地震响应;塑性损伤;动力特性 |
| 摘要： | 随着城市的发展，曲线梁桥因其线形流畅，占地面积小，可以很好的实现各个方向的互通等优点成为城市道路和公路立交的一种重要桥型。城市立交的变道和拐弯处以及高大桥梁两端的引桥也多采用曲线桥型，并且墩高通常较大。本课题的依托项目深圳市梧桐山立交的E匝道即为高墩小半径曲线梁桥，其最小曲率半径130m，墩高最高超过30m。近几十年来，国内外大量地震灾害表明，地震作用下公路桥梁的破坏倒塌不仅造成了严重的经济损失和人员伤亡，而且严重影响了交通运输和震后救灾工作的顺利进行。而目前高墩小半径曲线梁桥的抗震机理并不明确，规范对高墩小半径曲线梁桥抗震设计并没有提供明确的设计参考依据。因此，本文以实际工程为背景，分析高墩小半径曲线梁桥在多遇地震和罕遇地震下结构的性能状态。 结构在地震作用下的动力响应与结构的动力特性密切相关。研究结构在地震作用下的动力响应，应首先进行模态分析，考察主要参数对结构动力特性的影响。本文通过建立空间有限元模型分析墩高、曲率半径及跨径对于高墩小半径曲线梁桥动力特性的影响，得到单跨和三跨高墩小半径曲线梁桥基本周期的近似计算公式。 曲线梁桥由于曲率的存在，其动力响应将会产生弯扭耦合，使曲线梁桥没有明确的主方向，大曲率的存在会导致水平两个方向地震作用耦合，对于高墩桥梁是否需要考虑竖向地震输入也尚不明确。本文通过选用不同地震输入进行多遇地震下的弹性时程分析得到高墩小半径曲线梁桥的地震最不利输入方向；对小曲率半径情况进行水平二维地震输入和一维输入比较，得到半径小于某个范围时，抗震设计时需要同时考虑两个方向的地震输入；偶遇地震作用下对高墩小半径曲线梁桥进行水平输入及水平和竖向组合输入的比较，得到竖向地震作用对规则的高墩小半径曲线梁桥地震响应的影响规律。 对原结构建立整体有限元模型按规范进行了多模态反应谱反应分析，评估了结构的安全性和整体性，进一步研究了高墩小半径曲线梁桥反应谱分析振型选取问题。 采用大型通用有限元软件ABAQUS，基于ABAQUS/EXPLICIT显式求解器，建立高墩小半径曲线梁桥的分离式实体模型进行大震下的弹塑性反应分析，混凝土选用塑性损伤模型，钢筋采用经典的强化模型，得到结构在罕遇地震作用下的屈服顺序，为完善抗震设计积累参考数据。 |
| 作者： | 吕海霞 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 滕军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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