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近断层地震动作用下简支梁桥反应分析
| 论文题名： | 近断层地震动作用下简支梁桥反应分析 |
| 关键词： | 近断层地震动;简支梁桥;破坏机制;抗震能力;位移响应;有限元模型 |
| 摘要： | 近断层地震动具有与远场地震动明显不同的特殊效应及对结构极大的破坏力。由方向性效应和滑冲效应引起的速度脉冲对近断层区结构破坏尤为严重。桥梁结构作为交通生命线系统的重要环节,保证其顺利畅通才能为震后灾区应急救灾工作提供便利条件。汶川地震中近断层区桥梁震害严重,一些特殊的震害特征,如上部结构旋转等在断层带2km范围内非常突出,近断层区桥梁破坏比例几乎达到100％,且破坏因素复杂多样。因此,对于近断层区桥梁结构地震破坏机制进行研究,提高其抗震能力具有重要意义。本文以汶川地震中具有代表性的映秀岷江桥为研究对象,考虑桩-土-桥相互作用体系的影响,针对山区地形特点,建立了具有不同墩高的简支梁桥有限元模型,对其在近断层地震动作用下的响应进行了分析,主要工作如下: (1)阐述了近断层地震动概念及典型特征,对近断层地震动研究现状进行了介绍。以汶川地震中桥梁震害特征为例,总结并分析了地震中桥梁震害主要发生区域及震害特点,探讨了近断层区桥梁抗震设防的方法与意义。 (2)利用地震动反应谱(加速度反应谱、速度反应谱以及位移反应谱)、傅里叶谱和功率谱,从时域和频域两个方面对选取的具有速度脉冲的近断层地震动频谱特性进行了分析,并与选取的远场地震动频谱特性进行了对比。 (3)以四川映秀岷江桥为例,采用非线性时程分析方法对简支梁桥在近断层地震动下的响应进行了分析,考虑了桩-土相互作用的影响,并与远场地震动作用下的结果进行了对比。结果表明:简支梁桥在近断层地震动下的响应要远大于在远场地震动下响应;桩-土相互作用对简支梁桥地震响应也有很大的影响,对桥梁结构位移响应影响尤为显著。 (4)对铅芯橡胶隔震支座在近断层区简支梁桥的隔震效果进行了研究,分析了桩-土相互作用对近断层地震动作用下隔震简支梁桥地震响应的影响。结果表明:隔震支座对近断层区简支梁桥隔震效果较远场地震作用下桥梁隔震效果差;考虑桩-土相互作用情形下隔震简支梁桥地震反应较墩底固结情形桥梁反应增加。 |
| 作者： | 孙兆敬 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 汤爱平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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