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桥梁地震碰撞模拟分析及防撞防落梁措施研究

2020-12-11阅读(808)

桥梁地震碰撞模拟分析及防撞防落梁措施研究

论文摘要

桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其抗震性能越来越受人们的关注。地震作用下,由于梁体位移过大,导致梁体间和梁体与桥台间容易发生碰撞。碰撞不仅会导致梁端损坏,甚至有可能引起落梁。所以,研究桥梁碰撞反应并提出相应的措施有重要的意义。本文选择了合理的碰撞反应分析方法,并建立桥梁有限元模型,计算了地震作用下桥梁的碰撞反应。分析结果表明,在地震作用下,桥梁易发生碰撞,碰撞力很大,并且每一次碰撞内部也十分复杂。不同类型的桥梁发生碰撞的可能性及碰撞反应不尽相同。通过改变碰撞模型中的参数,分析了墩高、基础形式和制动墩的选取对桥梁碰撞反应的影响。研究表明,随着墩的增高,桥梁发生碰撞的可能性增大,且其碰撞强度也增大；考虑弹性基础的桥梁比考虑刚性基础的桥梁发生碰撞的可能性大,制动墩选取不同对桥梁碰撞反应也有较大的影响。本文还通过建立损伤率计算方法评估碰撞造成的混凝土损伤程度。结合桥梁地震碰撞反应分析结果,并总结前人的研究成果,提出了桥梁防碰撞及防落梁措施。在间隙外设置缓冲装置是减轻梁体间碰撞的有效方法,易损滑块能有效的防止梁体与桥台的碰撞。防落梁主要有限位措施、连梁措施和扩大支承范围三种措施,本文设计的梁体纵向位移的限位钢件是一种较为有效的限位措施。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 桥梁震害
  • 1.3 桥梁地震碰撞反应研究现状
  • 1.3.1 桥梁碰撞实例
  • 1.3.2 碰撞问题的研究
  • 1.3.3 桥梁碰撞的条件及影响因素
  • 1.3.4 碰撞对桥梁结构的影响
  • 1.4 本文研究内容及意义
  • 1.4.1 本文研究内容
  • 1.4.2 本文研究意义
  • 第2章 桥梁地震碰撞反应基本理论
  • 2.1 引言
  • 2.2 桥梁地震反应分析方法
  • 2.2.1 静力法
  • 2.2.2 动力反应谱法
  • 2.2.3 动力时程分析法
  • 2.3 碰撞反应分析方法
  • 2.3.1 恢复系数法
  • 2.3.2 接触单元法
  • 2.3.3 拉格朗日乘子法
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 模型参数选取
  • 3.1 引言
  • 3.2 梁体和墩身的模拟
  • 3.3 支座的模拟
  • 3.4 梁的连接
  • 3.4.1 间隙单元模拟
  • 3.4.2 间隙单元参数选取
  • 3.5 墩底的约束
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 地震波的输入
  • 4.1 引言
  • 4.2 地震波输入
  • 4.2.1 地震波输入方法
  • 4.2.2 地震波的修正
  • 4.2.3 地震波输入模式
  • 4.3 本文地震波的选取
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 简支梁桥地震碰撞分析
  • 5.1 引言
  • 5.2 桥梁计算模型
  • 5.3 碰撞反应分析
  • 5.3.1 碰撞计算结果的图示
  • 5.3.2 碰撞计算结果的简单分析
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 刚构桥地震碰撞分析
  • 6.1 引言
  • 6.2 桥梁计算模型
  • 6.3 计算结果分析
  • 6.3.1 碰撞计算结果的图示
  • 6.3.2 碰撞计算结果的简单分析
  • 6.4 本章小结
  • 第7章 连续梁桥地震碰撞分析
  • 7.1 引言
  • 7.2 桥梁计算模型
  • 7.3 计算结果分析
  • 7.3.1 碰撞计算结果的图示
  • 7.3.2 碰撞计算结果的简单分析
  • 7.4 本章小结
  • 第8章 连续梁道岔桥地震碰撞分析
  • 8.1 引言
  • 8.2 桥梁计算模型
  • 8.3 碰撞反应分析
  • 8.3.1 碰撞计算结果的图示
  • 8.3.2 碰撞计算结果的简单分析
  • 8.4 本章小结
  • 第9章 桥梁碰撞反应分析
  • 9.1 引言
  • 9.2 桥梁振动模态
  • 9.3 碰撞反应分析
  • 9.3.1 碰撞事件、碰撞群和微碰撞的概念
  • 9.3.2 碰撞反应过程分析
  • 9.3.3 控制碰撞事件的主要因素
  • 9.3.4 控制碰撞群的主要因素及损伤率
  • 9.4 模型参数对碰撞反应的影响
  • 9.4.1 基础形式对碰撞反应的影响
  • 9.4.2 墩高对碰撞反应的影响
  • 9.4.3 制动墩对碰撞反应的影响
  • 9.5 不同桥型的碰撞反应对比
  • 9.6 本章小结
  • 第10章 混凝土碰撞损伤评估
  • 10.1 引言
  • 10.2 损伤率计算理论
  • 10.3 计算结果分析
  • 10.3.1 简支梁计算结果
  • 10.3.2 刚构桥计算结果
  • 10.3.3 连续梁桥计算结果
  • 10.3.4 连续梁道岔桥计算结果
  • 10.4 本章小结
  • 第11章 桥梁防碰撞措施
  • 11.1 引言
  • 11.2 地震中的桥梁碰撞现象
  • 11.3 防桥梁碰撞措施
  • 11.3.1 梁间防碰撞措施
  • 11.3.2 梁和桥台防碰撞措施
  • 11.4 本章小结
  • 第12章 桥梁防落梁措施
  • 12.1 引言
  • 12.2 地震中桥梁落梁现象
  • 12.3 防止落梁装置的组成及功能
  • 12.4 防止落梁的措施
  • 12.4.1 限位措施
  • 12.4.2 连梁措施
  • 12.4.3 扩大支承范围
  • 12.5 本章小结
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间参与的科研项目

    • 相关论文文献

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