考虑强震序列作用的连梁装置分析研究

论文摘要

当桥梁结构遭遇罕遇或超预期地震作用时,连梁装置是防落梁系统中的最终安全保护措施。本文结合国内外已有连梁装置的相关设计标准,对设置拉索式连梁装置的结构进行罕遇地震及强震序列激励下的动力时程分析。经分析计算,得出连梁装置的受力及防落梁效果随其拉索长度、设计位移量的变化规律,得到本文算例对应的最优连梁装置。针对不能满足罕遇地震激励下桥梁抗震需求的1.5倍恒载反力法,提出连梁装置的设计承载力在罕遇地震激励时为3倍恒载反力法。在罕遇地震作用下的结构中,连梁装置不但能起到防落梁效果,亦会增大结构的整体性、提高结构的抗推刚度。强震序列作用下,经合理设计的连梁装置在整个强震序列激励过程中均起到防落梁及提高结构整体性的作用,对有损结构提供最终安全保障。本论文的研究成果将对连梁装置的设计、应用有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 桥梁结构的地震损伤
• 1.1.1 桥梁结构震害分析
• 1.1.2 桥梁震害的经验教训
• 1.2 国内外防落梁系统的技术发展概述
• 1.2.1 国外防落梁系统的研究
• 1.2.2 国内防落梁系统的研究
• 1.3 强震序列的概念
• 1.4 本文的研究背景及内容
• 1.4.1 研究背景
• 1.4.2 本论文的研究内容
• 第二章 防落梁系统在桥梁抗震设计中的应用
• 2.1 桥梁抗震设防标准
• 2.1.1 抗震设防目标与设防水准
• 2.1.2 抗震设防水准的概率特征
• 2.1.3 防落梁系统的抗震需求
• 2.2 防落梁系统的构成及其功能
• 2.2.1 防落梁系统的构成
• 2.2.2 梁搁置长度
• 2.2.3 限位装置
• 2.2.4 连梁装置（落梁防止装置）
• 2.2.5 防落梁系统各装置的抗震需求
• 2.3 连梁装置
• 2.3.1 连梁装置的类型
• 2.3.2 连梁装置的选用比较
• 2.3.3 连梁装置的注意事项
• 2.4 拉索式连梁装置
• 2.4.1 拉索式连梁装置的应用
• 2.4.2 拉索规格
• 2.5 本章要点
• 第三章 拉索式连梁装置的设计与计算
• 3.1 结构抗震设计基本理论和方法
• 3.1.1 桥梁抗震设计方法概述
• 3.1.2 动态时程分析法理论
• 3.2 防落梁系统的设计方法对比及分析
• 3.2.1 美国规范的设计方法
• 3.2.2 日本规范的设计方法
• 3.2.3 中国规范的设计方法
• 3.2.4 本论文采用的设计方法
• 3.3 连梁装置作动机理分析模型
• 3.3.1 计算流程
• 3.3.2 桥梁结构有限元模型
• 3.3.3 地震动输入的选择
• 3.3.4 连梁装置的模拟
• 3.3.5 拉索设计
• 3.3.6 设置连梁装置的桥梁结构模型
• 3.4 算例计算及结果分析
• 3.4.1 算例计算过程
• 3.5 连梁装置的作用效果分析
• 3.5.1 连梁装置的参数的选用
• 3.5.2 连梁装置的初始间隙对计算结果的影响
• 3.5.3 连梁装置的拉索设计长度对计算结果的影响
• 3.5.4 1.5 倍恒载反力法安全性的验证
• 3.5.5 设置最优连梁装置后结构计算结果汇总
• 3.6 本章小结
• 第四章 地震序列研究
• 4.1 地震序列的定义及特性
• 4.1.1 地震序列的分类
• 4.1.2 不同地震序列的分布
• 4.2 强震序列定义及参数特征
• 4.2.1 强余震的普遍性
• 4.2.2 强余震与主震的时间分布关系
• 4.2.3 强余震与主震的空间分布关系
• 4.2.4 强余震与主震强度关系
• 4.3 本文选用的强震序列
• 4.3.1 已收集强震序列
• 4.3.2 集集地震强震序列
• 4.4 强震序列下的桥梁结构
• 4.5 本章小结
• 第五章 考虑强震序列激励的连梁装置
• 5.1 强震序列的模拟
• 5.2 本章计算流程
• 5.3 考虑强震序列激励的结构
• 5.4 连梁装置的设计
• 5.4.1 连梁装置设计过程
• 5.4.2 强震序列作用下最优连梁装置的选定
• 5.5 设置连梁装置后结构
• 5.5.1 强震序列与大震激励结果对比
• 5.5.2 结构及连梁装置在强震序列激励下的动力响应
• 5.6 本章小结
• 结论及建议
• 主要结论
• 进一步研究的建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢