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高墩大跨连续刚构桥抗震性能分析
| 论文题名： | 高墩大跨连续刚构桥抗震性能分析 |
| 关键词： | 高墩大跨连续刚构桥;多点激励;抗震性能;破坏过程 |
| 摘要： | 桥梁工程在地区与地区之间的交流中起到了纽带的作用。在我国西部，由于山高谷深，地形高低起伏，使得西部地区修建的桥梁往往墩高较高、跨度较大。而西部相当一部分地区为地震多发区，桥梁结构的破坏将导致救灾工作的困难及巨大的人员伤亡和经济损失，因此随着西部地区该类高墩大跨桥梁的不断出现，有必要详细研究其在地震作用下的抗震性能及破坏特征，从而为该类桥梁抗震及减震设计提供参考，以提高该类桥梁的抗震性能。针对一致及多点激励输入下的高墩大跨桥梁地震反应特性及抗震性能，本文主要开展了以下几个方面的研究工作： (1)大跨桥梁多点激励地震动输入。地震动输入是地震反应分析时的关键问题。随着跨度的增大，地震动的空间变异性成为地震动输入时必须要考虑的因素。本文基于随机振动模型，结合高墩大跨桥梁场地情况、桥墩间距，进行了多点人工地震动的模拟。 (2)多点激励下高墩大跨桥梁地震反应分析方法。本文对多点激励下的时程分析方法进行总结，给出了位移输入下多点激励动力平衡方程的求解方法；并基于OpenSees平台建立桥梁三维模型，进行高墩大跨桥梁一致激励和多点激励下的非线性地震反应分析。 (3)地震动空间变异性对高墩大跨桥梁地震反应特性的影响。对高墩大跨连续刚构桥单独考虑行波效应、考虑多点激励的局部场地效应以及部分相干效应的情况下，分别与一致激励情况下的地震反应分析进行对比，发现：一致激励输入会高估桥墩截面内力，并低估某些墩底截面的剪力；一致激励相对于行波效应输入和多点激励输入对高墩大跨桥梁的地震反应分析是更为不利的。 (4)桥梁结构模型参数对结构地震反应特性的影响。采用不同的高墩桥梁模型，分别进行一致激励和多点激励地震反应分析，研究墩高、墩高差异、结构形式对高墩大跨桥梁反应特性的影响。发现：由于高墩柔性，相同激励下产生的高墩内力明显大于中等墩高的内力；跨数增加导致纵桥向刚度增大、墩身内力减小，对结构抗震是有利的；变墩高桥梁的墩底剪力明显大于相同跨数的等墩高桥梁。 (5)一致及多点激励下高墩大跨桥梁的破坏过程研究。对桥梁模型进行一致激励和多点激励地震反应的增量动力分析，对比研究两种地震动输入模式下桥梁结构的破坏过程以及内力最大值的变化规律。分析表明，无论一致激励还是多点激励输入，桥墩首先在墩顶截面屈服或达到极限状态；地震动频谱特性和地震动输入方式对桥梁破坏过程及结构反应特性有不同程度的影响。 |
| 作者： | 牟德健 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李正英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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