空间变化地震作用下曲线连续梁桥动力弹塑性分析

发布时间：2018-03-03 16:19

  本文选题：曲线梁桥　切入点：行波效应　出处：《北京工业大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着近些年高速公路和城市交通的快速发展，曲线梁桥广泛地被用于山区高等级公路和城市高架立交网线中。与同类型的直线梁桥相比，由于弯扭耦合作用，曲线梁桥的受力更为复杂。在汶川地震中，曲线桥梁如百花大桥、回澜立交桥等均发生了较为严重的破坏，因此有必要对其地震响应的规律及特点做进一步的研究。此外，随着结构抗震研究的深入，特别是对大跨度多支点结构抗震研究的广泛开展，国内外学者都意识到地震动的空间效应（如行波效应、局部场地效应）会对结构的动力响应产生不可忽略的影响，而目前大多数研究主要针对直线型桥梁，对曲线梁桥在空间变化地震作用下的研究缺乏考虑。鉴于此，，本文以常见的曲线梁桥结构为研究对象，在弹塑性范围内研究了地震动的空间变化性以及曲率半径对其抗震性能的影响。主要的研究工作及成果如下几个方面： 1、建立了基于纤维单元的曲线梁桥弹塑性精细化动力分析模型。在OpenSees软件中建立曲线连续梁桥弹塑性动力分析模型，考虑了梁柱塑性铰、支座滑移等非线性行为；采用纤维单元对梁柱塑性铰进行了精确的模拟并且验证了模型的正确性。 2、分析了不同视波速下曲线梁桥的动力响应规律。依据桥址实测地址资料和抗震设防标准生成了相应的目标反应谱。基于谱兼容的原则选取了与目标谱兼容性良好的天然地震动，通过改变地震波到达相邻桥墩的时间差，研究了行波效应对曲线梁桥动力响应的影响规律。研究表明：随着视波速的减小，各墩顶加速度响应减少，而墩顶相对位移、墩底塑性铰开展程度以及支座切向位移却随之增大。 3、分析了不同场地条件下曲线梁桥的动力响应规律。依据NEHRP场地划分标准，基于PEER-NGA地震预测模型确定各场地的目标反应谱，并选取与其兼容的天然地震动，对曲线连续梁桥在不同场地条件下的动力响应进行了研究。结果表明：从A类场地变化到E类场地，结构动力响应指标动力响应呈增大趋势。 4、研究了不同曲率半径对曲线梁桥动力响应的影响规律。对圆心角分别为00、300、600、900、1200而其它结构参数相同的五座曲线梁桥的抗震性能进行了了研究。研究表明：考虑平面内单向一致激励，圆心角在600内可以按照规则桥梁来考虑其动力响应，考虑平面内双向一致激励，则圆心角在300内可以按照规则桥梁来考虑其动力响应。
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本文编号：1561771