近场地震下深海斜拉桥的抗震性能研究
本文选题:高桩承台斜拉桥 + 低桩承台斜拉桥 ; 参考:《石家庄铁道大学》2015年硕士论文
【摘要】:地震是破坏性极强的一种自然灾害,在地震作用下,结构遭到严重破坏,给生命和财产带来巨大损失,因此,抗震一直是设计者们需要考虑的问题之一。近几十年来,很多学者对陆上大跨度斜拉桥在远场地震下抗震性能进行了深入研究,取得了丰富的成果,而随着交通网络的拓展,深海大跨斜拉桥正在不断建设,深水环境的复杂性使得桥梁设计者们面临新的问题,桥梁靠近地震带分布的增多以及桥址附近地质的复杂性,使得近场地震的研究显得更加重要,因此本文对近场地震下深海斜拉桥的抗震性能进行研究,具有一定的实际意义。本论文以港珠澳大桥九州航道桥为工程背景,针对双塔曲臂中央索面的钢—混组合梁斜拉桥,运用Midas Civil有限元软件建立三维整体模型,针对实际结构中桩—土相互作用的边界条件、减隔震支座以及地震引起的动水力分别采用有限元软件中的“m”法、铅芯橡胶支座和基于Morison方程的附加质量法来分别考虑。通过建立高桩承台斜拉桥和低桩承台斜拉桥模型来研究结构的动力特性,运用反应谱分析和时程分析方法对两种结构形式的斜拉桥进行地震响应分析并加以对比,得出两种结构形式下斜拉桥的内力响应特点;通过对比考虑动水和不考虑动水情况下九州航道桥的动力特性和地震响应的不同,来研究地震引起的动水力在抗震设计中能否可以被忽略,以及探究不同深度动水力作用下结构地震响应的变化规律。本文的研究成果可为桥梁设计者、施工和管理人员提供一些有益的参考和一定的指导作用。
[Abstract]:Earthquake is a kind of natural disaster which is extremely destructive. Under the action of earthquake, the structure suffers serious damage, which brings huge loss of life and property. Therefore, earthquake resistance is always one of the problems that designers should consider. In recent decades, many scholars have deeply studied the seismic behavior of long-span cable-stayed bridges on land under far-field earthquakes, and obtained rich results. However, with the development of transportation network, deep-sea long-span cable-stayed bridges are constantly being built. The complexity of deep water environment makes bridge designers face new problems. The increasing distribution of bridge near seismic zone and the complexity of geology near bridge site make the study of near-field earthquakes more important. Therefore, the seismic behavior of deep sea cable-stayed bridge under near-field earthquake is studied in this paper, which has certain practical significance. This paper takes Jiuzhou Waterway Bridge of HongKong-Zhuhai-Macao Bridge as the engineering background, aiming at the steel-concrete composite girder cable-stayed bridge with double tower curved arm central cable plane, using Midas Civil finite element software to establish three-dimensional integral model. In view of the boundary conditions of pile-soil interaction in practical structures, the "m" method of finite element software, the lead-rubber bearing and the additional mass method based on Morison equation are used to consider the isolation bearing and the dynamic hydraulic force caused by earthquake, respectively. The dynamic characteristics of cable-stayed bridge with high pile cap and cable-stayed bridge with low pile cap are studied by establishing the model of cable-stayed bridge with high pile cap and low pile cap. The seismic response of two kinds of cable-stayed bridge is analyzed and compared by means of response spectrum analysis and time-history analysis. The characteristics of internal force response of cable-stayed bridge under two kinds of structures are obtained, and the dynamic characteristics and seismic response of Jiuzhou waterway bridge under dynamic and non-hydrodynamic conditions are compared. To study whether the dynamic hydraulic force caused by earthquake can be neglected in seismic design, and to explore the variation law of seismic response of structure under different depth of dynamic hydraulic action. The research results of this paper can provide some useful reference and guidance for bridge designers, construction and management personnel.
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U442.55;U448.27
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,本文编号:1832224
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