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大跨度立交桥抗震设计理论与方法
| 论文题名： | 大跨度立交桥抗震设计理论与方法 |
| 关键词： | 大跨度桥梁;曲线桥梁;有限元法;残留位移;抗震设计;碰撞效应 |
| 摘要： | 地震是严重危害人类的一大自然灾害。在强震作用下，结构一般都处于非线性状态，如支座位移过大导致落梁、相邻结构物之间发生碰撞等等。在现代交通系统中，特别是在城市交通体系中，大跨度城市立交桥梁越来越多的被采用。为了提高桥梁抗震分析的水准和改进设计，也因为大跨度桥梁地震响应的复杂和独特性，加强结构的非线性理论研究具有十分重要的意义。 本文在前人研究的基础上，对大跨度桥梁空间地震反应进行了一些理论分析，发展了相应计算机抗震分析程序，对于桥梁抗震非线性分析理论中的支座单元、碰撞等问题做了研究工作。在此基础上，应用本文的程序对大型立交桥梁结构作了动力性能分析，从而在一定程度上加深了对结构在地震作用下的动力性能的认识。本文主要完成了下列一些工作内容：1、大跨度城市立交曲线梁桥的动力特性分析和破坏模式的研究，对北京的一座大跨度城市立交曲线梁桥动力特性及其地震响应进行了深入研究。同时，对比了现场实测和分析计算结果，用理论与试验相结合的方法对该桥的抗震性能做出基本评价，并通过计算分析比较了双向地震输入与单向地震输入的计算误差。 2、将城市桥梁简化为支承在多个弹性支座上的刚性曲线梁桥模型，提出了地震反应的简化分析方法，系统地总结和分析了各种因素对曲线桥梁动力反应的影响规律，给出了频率和振型的计算公式，编制了相应的计算图表，可供初步设计参考。 3、扩展了IDARC-BRIDGE(GAO)的功能，在联桥模型中加入了碰撞单元，使之成为适用于大跨度城市立交桥梁抗震分析的有效工具，并将它应用于大跨度城市立交桥梁的抗震研究和设计计算。 4、对城市立交桥梁，用上述计算工具，应用非线性时程分析方法探讨了地震作用下城市立交桥梁相邻联的非同向振动特性和伸缩缝处的碰撞效应。根据分析研究成果建议了减小相邻联非同向振动和伸缩缝处碰撞效应的措施和方法。此外还发展了桥梁上部结构在地震荷载下相对位移的简化计算方法，使工程设计人员方便地计算出地震荷载作用下桥梁上部结构的相对位移。 5、提出用残留位移作为评估桥梁结构损伤的附加指标，对滞回模型屈服后刚度系数和P-Delta效应的影响进行了分析，并在滞回模型和结构分析中考虑了由于P-Delta效应引起的几何非线性，通过对一典型桥梁结构实例分析，初步验证了此种方法的有效性。 |
| 作者： | 王丽 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 周锡元;闫维明 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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