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简支梁桥在地震激励下的扭转反应分析

作　者: 柏杨
导　师: 汤爱平
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 岩土工程
关键词: 扭转效应 简支梁桥 滑动支座 聚四氟橡胶滑板支座 盆式橡胶支座 铅芯橡胶支座
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近年来,国内外地震频发,特别是近几次大型地震,给人们的生命财产安全带来了极大的损失。而及时的震后救援工作对减少地震带来的损失具有重大的意义,作为交通生命线工程关键一环的桥梁,在这时显得尤为重要。大量震后调查表明,桥梁在地震动作用下会产生扭转反应,有的时候这些扭转反应会对桥梁结构造成很大的破坏。所以,研究地震作用下桥梁的扭转反应有着很好的现实意义。本文以一个简支梁桥作为模型,分析了简支梁桥在地震作用下的扭转反应及影响因素。本文主要研究内容如下:1简要介绍了桥梁的动力学基础。然后阐述了桥梁的地震模拟分析理论的发展,简要介绍了静力法、动力反应谱法、时程分析法和随机振动法的基本理念和发展。并且简单分析了包括结构本身偏心、结构在地震中的偶然偏心、场地条件的影响、地震的行波效应以及地震动的旋转分量等在现实中可能导致桥梁的地震扭转反应的原因。并着重于地震传播的行波效应以及支座形式对桥梁的影响进行桥梁的地震激励扭转反应分析的研究。2建立了一座三跨简支梁桥的模型,并且对桥梁在地震作用下运动的关键——支座,进行细致的模拟,通过建立非线性恢复力模型,来分别模拟普通板式橡胶支座、聚四氟乙烯滑板橡胶支座、盆式支座以及铅芯橡胶支座在地震作用下的动力学特性。3利用时程分析法对所建的简支梁桥模型进行分析,通过改变输入不同的地震动、调整支座形式等条件,来分析这些因素对于桥梁的地震作用下扭转反应的影响。分别对比了不同的激励方式、不同的桥跨位置以及不同的支座形式对简支梁桥在地震作用下的扭转效应。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-15
  1.1 选题背景及意义  8-10
  1.2 桥梁的震害形式  10-12
    1.2.1 上部结构的破坏  10
    1.2.2 支承连接部位的震害  10-11
    1.2.3 下部结构的震害  11
    1.2.4 地基和基础的震害  11-12
    1.2.5 桥梁震害的主要原因  12
  1.3 目前在地震作用下桥梁扭转反应的研究现状  12-14
    1.3.1 地震作用下结构扭转反应的研究  12-13
    1.3.2 地震作用下桥梁结构扭转反应的研究  13
    1.3.3 桥梁在地震作用下扭转反应研究存在的主要问题  13-14
  1.4 本文研究目的及研究内容  14-15
    1.4.1 研究目的  14
    1.4.2 主要研究内容  14-15
第2章 梁式桥地震作用理论  15-25
  2.1 桥梁地震响应的动力学基础  15-19
    2.1.1 桥梁动力性能  15-16
    2.1.2 桥梁动力反应特性  16-17
    2.1.3 桥梁弹性地震反应  17-19
  2.2 桥梁抗震设计理论和分析方法的发展  19-23
    2.2.1 静力法  20
    2.2.2 反应谱法  20-22
    2.2.3 时程分析法  22-23
  2.3 桥梁在地震作用下扭转效应的影响因素  23-25
    2.3.1 桥梁的初始偏心影响  23
    2.3.2 桥梁结构的偶然偏心影响  23
    2.3.3 地震激励对大跨结构的行波效应影响  23
    2.3.4 场地条件影响  23
    2.3.5 地震转动分量影响  23-24
    2.3.6 支座形式的影响  24-25
第3章 桥梁模型建立和支座参数选择  25-35
  3.1 引言  25
  3.2 支座模拟  25-33
    3.2.1 支座单元模型  26-27
    3.2.2 滑动支座力学模型  27-32
    3.2.3 支座参数的选定  32-33
  3.3 桥梁模拟  33-35
第4章 地震作用下简支梁桥响应  35-75
  4.1 引言  35
  4.2 地震波输入  35-37
    4.2.1 地震动记录的选取  35-37
  4.3 桥梁模态分析  37-39
  4.4 一致地震激励下的桥梁响应  39-54
    4.4.1 El-centro 地震波一致激励作用下桥梁的反应  39-41
    4.4.2 汶川地震波一致激励作用下桥梁的反应  41-45
    4.4.3 日本toride 地震波一致激励作用下桥梁的反应  45-49
    4.4.4 日本ono 地震波一致激励作用下桥梁的反应  49-54
  4.5 非一致地震激励下的桥梁响应  54-72
    4.5.1 El-centro 地震波作用下桥梁的反应  55-57
    4.5.2 汶川地震波作用下桥梁的反应  57-62
    4.5.3 日本toride 地震波作用下桥梁的反应  62-67
    4.5.4 日本ono 地震波作用下桥梁的反应  67-72
  4.6 岷江桥的扭转现象模拟  72-73
  4.7 本章小结  73-75
结论与展望  75-77
参考文献  77-81
致谢  81-82

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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 > 桥梁振动及减振设备
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