高墩大跨连续刚构桥地震响应分析

论文摘要

随着公路事业的发展,连续刚构桥的跨径和墩高不断刷新记录,而目前的《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）只适用于跨径不超过150m,墩高不超过30m的桥梁,本文正是在这种背景下开展研究。首先简述了刚构桥的特点,桥梁震害分析及高墩大跨连续刚构桥抗震研究的现状;接着阐述了桥梁抗震的基本理论,详细介绍了反应谱法和动力时程法;最后以金塘大桥东通航孔桥为工程背景,稍做简化后,进行了动力分析,并考虑了行波效应对结构的影响,重点研究了桥墩高度、桥梁跨数、高低墩相对高差这些参数的变化对高墩大跨连续刚构桥的地震响应影响。主要得到以下结论:1.行波的输入方向对各桥墩地震响应影响很大,行波效应对结构受力不利;2.随着墩高的增加,结构各主要控制内力均减小,随着跨数的增加,各控制内力有减小的趋势,但规律不明显,特别是在横桥向激励作用下;3.随着高低墩相对高差的增大,低墩内力增大,高墩内力减小,低墩内力大于高墩内力,但高低墩墩顶顺桥向最大位移相差不大,而高墩墩顶横桥向最大位移明显大于低墩墩顶横桥向最大位移。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 连续刚构桥的特点及发展现状
• 1.2 地震的危害及启示
• 1.3 桥梁震害分析
• 1.4 大跨连续刚构桥的抗震研究现状
• 1.4.1 分析方法的研究
• 1.4.2 地震动输入的研究
• 1.4.3 刚构桥抗震研究
• 1.5 本文研究的目的及意义
• 1.6 本文主要内容
• 第二章 抗震分析基本理论
• 2.1 地震动输入
• 2.1.1 关于地震动的选取
• 2.1.2 关于地震动空间变化特性
• 2.1.3 关于地震输入的方向及组合模式
• 2.2 结构地震反应分析方法分类
• 2.3 静力法
• 2.4 动力反应谱方法
• 2.4.1 反应谱理论概述
• 2.4.2 反应谱的原理
• 2.4.3 反应谱理论的地震力计算
• 2.4.4 反应谱的组合
• 2.5 动力时程分析法
• 2.5.1 动力时程分析法的概念
• 2.5.2 动力时程分析法的发展过程简介
• 2.5.3 增量动力平衡方程的建立
• 2.5.4 动力时程方法的计算
• 2.6 阻尼问题
• 2.7 桥梁抗震设计的一般要求
• 第三章 高墩大跨连续刚构桥的反应谱分析和动力时程分析
• 3.1 工程资料
• 3.2 分析软件简介
• 3.3 模型建立
• 3.4 模态分析
• 3.4.1 自振特性方程求解
• 3.4.2 模态分析的结果
• 3.5 一致激励下地震响应分析
• 3.5.1 地震动输入
• 3.5.2 结果分析
• 3.6 行波效应下高墩大跨连续刚构桥地震响应分析
• 3.6.1 考虑行波效应的地震输入
• 3.6.2 行波效应下结果分析
• 第四章 桥墩高度和桥梁跨数对高墩大跨连续刚构地震响应影响分析
• 4.1 模型选取
• 4.2 顺桥向激励响应分析
• 4.2.1 主梁顺桥向最大弯矩分析
• 4.2.2 桥墩墩顶顺桥向最大弯矩分析
• 4.2.3 桥墩墩底顺桥向最大弯矩分析
• 4.2.4 桥墩墩底顺桥向最大剪力分析
• 4.3 横桥向激励响应分析
• 4.3.1 主梁横桥向最大弯矩分析
• 4.3.2 桥墩墩底横桥向最大弯矩分析
• 4.3.3 桥墩墩底最大扭矩分析
• 4.3.4 桥墩墩底横向最大剪力分析
• 4.4 小结与讨论
• 第五章 高低墩相对高差对高墩大跨连续刚构地震响应影响分析
• 5.1 模型建立
• 5.2 动力特性分析
• 5.2.1 模态分析
• 5.2.2 基频与高低墩高差的关系
• 5.3 弹塑性动力分析
• 5.3.1 顺桥向响应分析
• 5.3.2 横桥向响应分析
• 5.4 小结与讨论
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文