高速客运专线高墩多跨预应力混凝土连续梁桥地震反应分析

论文摘要

本文在国内外有关科研成果的基础上,运用大型空间有限元程序MIDAS,按反应谱和动态时程分析两种方法对竹根河特大桥进行了地震反应分析,得到了该桥的地震响应规律。竹根河特大桥是一座高墩多跨预应力混凝土连续梁桥,该桥主梁全长441.2m,跨径组成为40.6m+5*72 m+40.6m,其中12#和13#桥墩墩高69.5m,桥位处抗震设防标准为7度。在对桥梁结构动力分析基本理论进行回顾后,对该桥建立了动力计算模型,并通过模态分析得到了该桥的动力特性。采用铁路规范规定的标准反应谱作为谱曲线,考虑竖向地震荷载的影响,建立四种荷载工况作为不同的地震动输入模式,分析了结构在典型施工阶段与成桥阶段的地震反应,得到了高墩预应力混凝土连续梁桥的地震响应规律。采用滞后系统模拟活动盆式橡胶支座的恢复力特性,然后利用调整后的EL Centro波对竹根河特大桥进行了非线性动态时程分析。综合反应谱分析与时程分析,得到该类型桥的一些有意义的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 地震及启示
• 1.2 桥梁震害分析
• 1.3 桥梁抗震设计方法的演变
• 1.3.1 静力法理论
• 1.3.2 反应谱理论
• 1.3.3 动态时程分析法
• 1.4 影响大跨度桥梁杭震分析的主要因素
• 1.4.1 地震动输入
• 1.4.2 非线性问题
• 1.4.3 阻尼问题
• 1.4.4 地基与结构的相互作用问题
• 1.5 课题研究意义及本文的主要研究内容
• 1.5.1 课题研究意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 第二章 地震动输入及地震组合
• 2.1 竹根河特大桥工程概况
• 2.2 桥址区地震地质情况
• 2.2.1 历史地震活动概况
• 2.2.2 主要活动断裂与地震
• 2.3 振型组合与地震组合
• 2.3.1 振型组合
• 2.3.2 地震组合
• 2.4 地震动反应谱输入
• 2.5 地震动加速度时程输入
• 2.6 本章小结
• 第三章 施工过程中地震反应分析
• 3.1 梁桥结构有限元建模
• 3.2 特征方程的求解
• 3.3 施工阶段划分
• 3.4 施工过程中的地震反应分析
• 3.4.1 不同施工阶段的地震响应规律
• 3.4.2 最大双悬臂状态时反应谱分析
• 3.4.3 最大悬臂状态时的弹性时程分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 成桥阶段地震反应谱分析
• 4.1 结构的正交阻尼
• 4.2 竹根河大桥模态分析
• 4.3 竹根河特大桥反应谱分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 成桥阶段时程反应分析
• 5.1 时程反应分析时的支座模拟问题
• 5.1.1 空间支座单元
• 5.1.2 活动盆式橡胶支座的理想恢复力模型
• 5.1.3 支座恢复力模型实现
• 5.2 竹根河大桥弹性时程分析
• 5.2.1 设计地震作用时弹性时程分析
• 5.2.2 罕遇地震作用时弹性时程分析
• 5.3 考虑支座摩擦时的非线性时程分析
• 5.3.1 非线性分析的数值积分
• 5.3.2 设计地震时非线性时程分析
• 5.3.3 罕遇地震时非线性时程分析
• 5.4 弹性时程与非线性时程分析比较
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果