大跨连续刚构桥在长周期地震中的地震响应

论文摘要

随着我国桥梁事业的发展,国内大型桥梁数量快速增加,桥梁体系也在悄然发生着变革：跨度更大,桥墩更高,整体刚度更小,造型更加美观。相应的也引出了新的课题：结构自振周期更大,地震响应更加强烈,抗震措施更加复杂。另外我国的地震活动较多而且强烈,几乎占世界大陆地震总量的三分之一。不久前的汶川地震,产生的地震波含有丰富的长周期成分,对已建的大跨度桥梁造成了较大的危害,同时也暴露出许多问题,大跨度桥梁在长周期地震中的抗震问题就显得日趋严峻。鉴于此,本文以大跨连续刚构桥为研究对象,进行以下几个方面的研究：(1)针对研究内容分别建立六种空间有限元模型,进行各种模型结构自振特性分析；(2)针对长周期地震波的特点,对模型输入含有较多长周期成分的地震波进行动力时程分析,并与输入普通地震波的动力时程分析进行对比；(3)对结构进行桩—土—结构相互效应和行波效应的影响分析；(4)改变大跨连续刚构桥的桥墩高度,对不同模型输入含有较多长周期成分的地震波进行动力时程分析,并与对应模型输入普通地震波的动力时程分析进行对比。通过上述分析得到一些结论,如下：(1)大跨连续刚构桥在长周期成分较多的地震波作用下,横桥向内力和位移响应大大增加；(2)考虑桩—土—结构相互效应后,结构的基频降低,自振周期延长,在地震作用下结构各部分位移增大,主梁内力也有一定增大；(3)考虑行波效应,结构内力和位移变化较大,有增有减,局部位置峰值增大；(4)调整大跨连续刚构桥的桥墩高度,随着墩高的降低,结构自振周期减小,长周期地震波对结构局部响应的增大效果逐渐减小。通过上述内容的分析希望对同类型结构的抗震设计和研究工作提供一定的帮助和参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 大跨度桥梁抗震研究现状
• 1.1.1 桥梁结构震害分析
• 1.1.2 大跨连续刚构桥抗震研究现状
• 1.2 本文工程背景简介
• 1.3 本文主要的研究内容
• 第二章 桥梁抗震基本理论及本文研究内容简介
• 2.1 桥梁抗震基本理论
• 2.1.1 静力法
• 2.1.2 反应谱法
• 2.1.3 动力时程法
• 2.1.4 随机过程分析法
• 2.2 本文研究内容简介
• 2.2.1 连续刚构桥的特点
• 2.2.2 桩—土—结构相互效应
• 2.2.3 行波效应
• 2.2.4 长周期地震波
• 第三章 大跨连续刚构桥模态分析
• 3.1 桥梁结构力学模型的建立
• 3.2 大跨连续刚构桥自振特性计算
• 3.3 本章小结
• 第四章 大跨连续刚构桥地震响应动力时程分析
• 4.1 地震动输入
• 4.1.1 地震动的选取
• 4.1.2 地震动的输入模式
• 4.1.3 本文地震动的选取和输入
• 4.2 大跨连续刚构桥在长周期地震中的地震响应分析
• 4.2.1 大跨连续刚构桥的地震响应分析
• 4.2.2 桩—土—结构相互效应对结构地震响应分析的影响
• 4.2.3 行波效应对结构地震响应分析的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 桥墩高度变化对长周期地震响应分析的影响
• 5.1 改变桥墩高度的长周期地震响应分析
• 5.1.1 桥墩高度为83m时的地震动时程分析
• 5.1.2 桥墩高度为63m时的地震动时程分析
• 5.1.3 桥墩高度为43m时的地震动时程分析
• 5.1.4 桥墩高度为23m时的地震动时程分析
• 5.2 不同墩高模型之间桥梁地震响应结果的对比分析
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢