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薄壁高墩大跨连续刚构桥地震响应分析
| 论文题名： | 薄壁高墩大跨连续刚构桥地震响应分析 |
| 关键词： | 大跨刚构桥;动力特性;地震响应;抗震设计 |
| 摘要： | 近年来，随着我国交通建设迅猛发展，连续刚构桥得到广泛应用，并逐步向大跨、轻柔方向发展。我国是一个地震灾害频发的国家，在地震中长大桥梁一旦遭受破坏，后果严重。鉴于此，本文以某六跨连续刚构桥为工程背景，研究其在地震中的动力响应规律，为桥梁的抗震设计、施工建设及检测加固等提供参考。 本文所做的工作与结论如下： (1)利用ANSYS软件建立了大桥有限元分析模型，对其进行模态分析。通过对比不同边界条件和结构参数下的4种模型得到：考虑桩一土效应后，结构的整体刚度减小，自振周期延长。考虑设置系梁后，模型主梁竖向变形的振型序列提前，说明了本桥原有设计系梁的缺失，增大了薄壁高墩柔性，使得全桥水平振动变形更加明显。 (2)针对原桥设计模型，分别进行反应谱分析和一致激励输入下的地震响应分析，考察桩一土一结构相互作用对桥梁地震反应的影响，可知桩一土效应对结构横向位移、轴力、平面外剪力和弯矩影响明显。 (3)选用El—Centro波、Taft波、兰州波对大桥进行一致地震激励，并与反应谱分析的结果相比较，研究表明：Taft波和E1-Centro波较兰州波对本桥影响明显，且一致激励下顺桥向位移、兰州波激励下平面内内力均较反应谱分析结果要小，横桥向位移、平面外内力均较反应谱分析结果偏大，结构抗震设计时宣按分析结果最大值进行控制设计。 (4)多维时程分析时考虑竖向地震动输入，结果显示竖向激励加大了刚构桥的桥墩轴力、各跨中的竖向位移和平面内弯矩，由此得出在大跨桥梁设计时应考虑竖向地震动输入。 (5)在考虑行波效应情况下，对大桥进行非一致激励分析，并把不同波速的行波激励下地震响应与一致激励的结果相比，发现行波效应对该桥的影响显著： 不同波速的行波效应产生不同的影响，波速减小，墩体位移和内力随之减小，有利于抗震，并且不同的波速之间激励下有所差异，存在明显的延滞现象。反之，随着波速的增大，并将与一致激励趋于一致。同时由于墩体高矮和地震波输入方向的不同，主梁和个别墩顶截面的地震响应变大，因而在高墩大跨连续刚构桥抗震设计中忽略行波效应并不总是安全的。 |
| 作者： | 张明明 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 高大峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 正文语种： | 中文 |
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