隔震曲线桥梁碰撞研究

论文摘要

在地震设防烈度较高的地区,桥梁采用隔震设计可以显著地降低固定墩的地震响应,但是采用隔震技术以后,桥梁的位移相对加大,这必然导致梁间易于碰撞。特别是对于曲线桥梁,梁间的碰撞更加复杂,所以隔震曲线桥梁碰撞问题必须引起重视。考虑碰撞问题首先要解决曲线桥梁最不利地震输入方向,目前计算最不利地震动方向主要是采用反应谱振型迭加法,而在非线性时程分析中目前还没有计算方法。本文对隔震曲线桥梁的碰撞问题进行了相关研究,主要包括了以下几点内容:(1)研究了在非线性时程分析中隔震曲线桥梁最不利地震输入方向确定方法。基于ANSYS分析,给出了在非线性时程分析中,确定隔震曲线桥梁最不利地震输入方向的基本方法。分析表明,在地震动作用下,隔震曲线桥梁上不同地震响应值的最不利输入方向各不相同,隔震曲线桥梁上某一地震响应值的最不利输入方向为该地震响应的作用方向。通过与反应谱振型迭加法对比,证明该方法确定的最不利地震动输入方向更加精确,且计算时更简便。(2)基于直杆共轴碰撞理论及刚体碰撞模型,给出了近似计算曲线桥梁碰撞单元的刚度及阻尼的计算公式。利用直杆共轴碰撞理论,根据动量守恒定律及能量守恒定律,结合刚体碰撞模型,求出了计算曲线桥梁碰撞单元的刚度及阻尼的近似计算公式。(3)研究了梁间质量比、曲率和伸缩缝间距等参数对隔震曲线桥梁碰撞的影响规律。逐一讨论了各种影响参数对隔震曲线桥梁碰撞的影响规律,通过对计算结果的分析,找出各种影响参数对隔震曲线桥梁碰撞影响的共同点。研究结果表面:梁间质量比、周期比、曲率等参数对隔震曲线桥梁碰撞的影响可以归纳为周期比不同对其的影响。这些参数对隔震曲线桥梁碰撞的影响规律在本质上是一致的,都可以考虑为邻梁周期比对其的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 时程分析确定隔震曲线桥梁最不利地震输入方向
• 2.1 引言
• 2.2 反应谱振型迭加法确定最不利输入角度
• 2.3 时程分析法确定最不利地震输入角度
• 2.4 反应谱振型迭加法与本文时程分析法的对比
• 2.5 小结
• 3 曲线桥梁碰撞模型的确定
• 3.1 引言
• 3.2 刚体碰撞模型
• 3.3 曲杆碰撞理论
• 3.4 曲杆碰撞等效模型
• 3.5 小结
• 4 隔震曲线桥梁碰撞研究
• 4.1 引言
• 4.2 隔震曲线桥梁碰撞研究
• 4.3 小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表的学术论文
• 附录2 攻读学位期间参与的科研项目