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河谷地形下多跨简支梁桥的落梁破坏研究

作　者: 赵闯
导　师: 丁海平
学　校: 苏州科技学院
专　业: 结构工程
关键词: 落梁破坏 一致输入 河谷地形 行波效应
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


研究简支梁桥落梁破坏的原因和方法有许多，目前关于中小型结构桥梁的地震反应研究大多采用一致输入，并且不考虑土-桥梁结构的相互作用。本文利用大型有限元分析软件Abaqus，研究了位于河谷地形下的多跨简支结构桥梁的动力响应和落梁破坏规律。考虑到桥梁模型跨度为几十米，总长为100米左右，可以忽略行波效应的影响，但文中考虑了土-桥梁结构相互作用。本文的主要工作内容如下：（1）以都江堰高原大桥的模型为例，在El-Centro波、宁河波和汶川地震绵竹清平波输入下，分析了河谷地形下多跨简支梁桥的动力响应。（2）结合实际震后现象对高原大桥的落梁破坏进行模拟分析，从一个新的角度解释了落梁的原因：认为地震过程中高原侧桥台后土体先发生破坏，在失去土体的支撑作用下桥台背墙在与邻梁的碰撞中被撞碎并被顶入土体中，从而引起墩台处的墩（台）梁位移增大，并最终导致落梁破坏的发生。（3）分析了土体剪切波速、支座摩擦系数、梁高等不同的参数对多跨简支梁桥落梁破坏的影响程度，结果表明：固定支座摩擦系数、墩的刚度以及土体剪切波速对简支梁桥落梁破坏的影响很大；而梁的高度，墩、梁的弹性模量对简支梁桥落梁破坏的影响很小。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-21
  1.1 研究背景及研究意义  9-12
    1.1.1 地震灾害  9-10
    1.1.2 桥梁的落梁破坏  10-12
  1.2 桥梁抗震研究现状  12-14
  1.3 土-结构相互作用的研究与应用  14-16
    1.3.1 土-结构相互作用的概念及分析目的  14
    1.3.2 土-结构相互作用的分析方法  14-15
    1.3.3 边界条件  15-16
  1.4 地震输入问题  16-19
    1.4.1 地震波的选取  16-17
    1.4.2 等效的粘弹性人工边界单元  17-18
    1.4.3 波动输入方法  18-19
    1.4.4 波动有限元问题  19
  1.5 本文组织  19-21
第二章 河谷地形下多跨简支梁桥的位移分析  21-36
  2.1 引言  21
  2.2 高原大桥地震反应分析模型  21-23
    2.2.1 模型的建立  22-23
    2.2.2 碰撞的模拟  23
  2.3 地震波的选取和输入  23-24
  2.4 地震反应分析  24-35
    2.4.1 河谷地形下无梁时墩台的位移响应  24-29
    2.4.2 台梁碰撞现象  29-30
    2.4.3 各墩台处墩（台）梁位移  30-35
  2.5 本章小结  35-36
第三章 汶川地震中高原大桥落梁破坏分析  36-46
  3.1 桥梁结构对场地土体的影响  36-40
  3.2 桥台后土体的破坏  40-42
  3.3 桥台后土体对桥台背墙的影响  42-43
  3.4 桥台背墙破坏对落梁破坏的影响  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 多跨简支梁桥落梁破坏的其他影响因素分析  46-60
  4.1 引言  46
  4.2 支座摩擦系数的影响  46-49
    4.2.1 El-Centro 波输入下的结果  47-48
    4.2.2 宁河波输入下的结果  48
    4.2.3 小结  48-49
  4.3 梁的影响  49-53
    4.3.1 梁高的影响  49-51
    4.3.2 梁弹性模量的影响  51-53
  4.4 墩的影响  53-57
    4.4.1 墩宽的影响  53-55
    4.4.2 墩弹性模量的影响  55-57
  4.5 土体剪切波速的影响  57-59
    4.5.1 El-Centro 波输入下的结果  57-58
    4.5.2 宁河波输入下的结果  58-59
    4.5.3 小结  59
  4.6 本章小结  59-60
第五章 总结与展望  60-62
  5.1 本文总结  60
  5.2 展望  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
作者简介  67
攻读硕士期间发表的论文  67

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学
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