刚架拱桥抗震性能初步研究

论文摘要

拱桥是我国常见桥型,特别是我国西部地区修建了大量各类拱桥,不少拱桥修建在高烈度地震区,所以研究拱桥在地震作用下的结构响应非常重要。本文选取刚架拱桥作为研究对象,对其地震破坏机理进行分析和探讨。在近场地震动区域,竖向地震作用较大,故分别考虑各方向地震作用对刚架拱桥内力变化的影响。随着震源距不断的增大,竖向地震作用随之减少,通过考虑水平向和竖向地震作用的耦合,对比不同竖向地震作用下刚架拱桥结构的地震响应特点。在近断层位置有时伴随着基础变位,考虑了在水平地震作用下,基础变位对于刚架拱桥的内力变化影响,并建立全截面刚度和等效屈服刚度模型,用非一致激励方法对其震害机理进行分析和探讨。经计算分析不同的竖向地震强度对主拱弯矩影响较小,在拱脚附近轴力影响也很小,但在跨中实腹段轴力变化较大。通过分析,基础产生0.03m的相对位移时,主拱产生的内力相当于九度区绵竹清平地震波作用,一旦发生强震同时伴有基础相对位移的耦合作用对拱桥是非常不利的,尤其是拱脚位置,易造成桥梁失效。与实际震害调查报告对照,分析结果与震害基本一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1. 国内外地震情况
• 1.1.2. 桥梁抗震的重要性
• 1.2 国内外拱桥的震害调查及研究现状
• 1.2.1. 国内外拱桥震害
• 1.2.2. 拱桥的研究现状
• 1.3 研究目的及内容
• 1.3.1. 研究目的
• 1.3.2. 研究内容
• 1.3.3. 研究方法
• 第二章 汶川地震拱桥震害调查
• 2.1 汶川地震拱桥震害情况
• 2.1.1. 拱桥宏观震害
• 2.1.2. 拱桥具体震害统计
• 2.1.3. 拱桥的震害特点
• 2.2 刚架拱桥震害
• 2.2.1. 桥梁概况
• 2.2.2. 桥梁震害概况
• 2.2.3. 上部结构
• 2.3 小结
• 第三章 模型参数和动力特性
• 3.1 引言
• 3.2 桥梁概况
• 3.3 地震动参数
• 3.4 动力特性分析
• 3.4.1. 建模说明
• 3.4.2. 动力特性分析
• 3.5 小结
• 第四章 单向地震作用分析
• 4.1 引言
• 4.2 分析方法
• 4.3 主拱圈分析
• 4.4 斜撑分析
• 4.5 小结
• 第五章 多维地震作用分析
• 5.1 引言
• 5.2 分析方法
• 5.3 单片拱圈分析
• 5.3.1. 纵向与竖向组合
• 5.3.2. 横向与竖向组合
• 5.3.3. 三向组合
• 5.4 斜撑分析
• 5.4.1. 纵向与竖向组合
• 5.4.2. 横向与竖向组合
• 5.4.3. 三向组合
• 5.5 小结
• 第六章 基础变位影响分析
• 6.1 引言
• 6.2 分析参数
• 6.2.1. 屈服面
• 6.2.2. 等效屈服刚度
• 6.3 分析方案
• 6.4 计算结果分析
• 6.4.1. 全截面刚度分析
• 6.4.2. 等效屈服刚度分析
• 6.5 基础变位影响和地震动强度影响对比
• 6.6 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 7.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间的科研成果及发表的论著