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考虑桩土效应的波纹钢腹板连续刚构桥的地震响应研究
| 论文题名： | 考虑桩土效应的波纹钢腹板连续刚构桥的地震响应研究 |
| 关键词： | 波纹钢腹板连续刚构桥;动力特性;地震响应;桩土效应 |
| 摘要： | 波纹钢腹板连续刚构桥作为近年来逐渐兴起的新型桥梁，其在构造、受力性能和经济效益等方面，与一般的混凝土腹板连续刚构桥相比都具有较大的优势。国内对该类桥的研究还主要集中在静力性能方面，对于其在考虑桩土效应的地震响应研究较少，也较为单一。因此，以小砂沟波纹钢腹板连续刚构桥为工程背景，建立多种桩土效应分析模型，着重研究了桩土效应对波纹钢腹板连续刚构桥动力特性及地震响应的影响，以及合理考虑桩土效应后，与等效的混凝土腹板连续刚构桥相比，其动力特性与动力响应的差别。主要工作及结论如下: (1)建立直接嵌固、等效嵌固、六弹簧及m法四种不同的桩土效应分析模型进行动力特性的对比研究。结果表明:同阶模态对应的自振频率按直接嵌固模型、等效嵌固模型、六弹簧模型、m法模型依次减小，这说明桩土效应使桥梁结构刚度降低，延长了自振周期。 (2)采用多振型反应谱法对四种桩土效应分析模型在E1地震作用下的地震响应进行对比研究。结果表明:各模型的位移响应按直接嵌固模型、等效嵌固模型、六弹簧模型、m法模型依次增大;直接嵌固模型与m法模型内力响应的差别，说明考虑桩土效应后，桥梁下部结构的地震响应减小，但整体的地震响应结果并不总偏于安全，由此论证考虑桩土效应的必要性;等效嵌固模型的内力响应与m法模型相差不大，总体上要略大于m法模型;六弹簧模型的内力响应与m法模型的差距都在5％以内，略小于m法模型。由此确立m法模型相对能更好地模拟桩土效应。 (3)根据嵌固深度H的不同，建立3D嵌固模型、H嵌固模型及5D嵌固模型探究嵌固深度H对等效嵌固模型动力特性及动力响应的影响。结果表明:随着嵌固深度H的增大，等效嵌固模型的各向刚度减小，自振周期增大，地震响应增大。 (4)对采用m法考虑了桩土效应的波纹钢腹板连续刚构桥和普通腹板连续刚构桥进行动力特性的对比研究。结果表明:二者低阶自振频率相差很小，高阶频率相差较大，且波纹钢腹板连续刚构桥的自振频率总体上小于混凝土腹板连续刚构桥。 (5)采用动态时程分析法对两种连续刚构桥在E2地震作用下的地震响应进行对比研究。结果表明:考虑桩土效应后，波纹钢腹板连续刚构桥在相同地震作用下的地震响应比普通混凝土腹板连续刚构桥小，具有较好的抗震性能。 |
| 作者： | 梁新玲 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 祝兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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