斜交连续梁桥地震响应规律与抗震性能研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mwj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国交通网络建设的不断完善,大量采用板式橡胶支座的斜交连续梁桥被用于地表崎岖的西部地区,但其在2008年汶川地震中所表现出的远高于正交桥的震害现象不容忽视,主要体现在主梁沿横、纵桥向产生大位移,板式橡胶支座、钢筋混凝土挡块损坏率极高,这与其独特的结构支承方式和受力特点致使主梁发生面内旋转及纵、横向位移耦合效应有关,且上述震害与斜交角的大小密切相关。为研究斜交连续梁桥地震响应规律与抗震性能,本论文首先探讨了斜交角度对斜交连续梁桥自身动力特性的影响,并采用汶川实际地震波对基准桥例的地震损伤状态进行验证;然后分析了斜交角变量、地震动类型、地震动强度对斜交连续梁桥地震响应的影响;最后采用正交试验方法研究了斜交连续梁桥地震响应的参数敏感性规律,并在此基础上通过增量动力时程分析法研究了斜交连续梁桥的抗震性能。本文的主要研究内容与结论如下:(1)借助Open SEES软件研究了斜交连续梁桥关键构件非线性行为的模拟方法,尤其是桥墩塑性、板式橡胶支座滑移、钢筋混凝土挡块退化、桥台-背土相互作用等的分析方法,从而建立了斜交连续梁桥的精细化非线性有限元模型,并讨论了斜交角的变化对桥例振型、周期及振型贡献的影响;采用汶川绵竹清平波以双向输入的方式对桥例各关键构件的地震响应进行分析,揭示了斜交角对斜交连续梁桥动力特性的影响,剖析了斜交连续梁桥地震响应的基本特征,同时验证了该有限元模型的合理性。(2)选取脉冲型、基岩型、软土型三类地震动,首先以同一地震动强度下的三类地震动作为激励源,研究了地震动类型差异及斜交角变量对斜交连续梁桥动力响应的影响规律;然后以不同地震动强度下的基岩型地震动作为激励源,对比分析了地震动强度与斜交角变量对桥梁动力响应的影响规律。研究表明,相比于正交桥,斜交桥纵、横向振型出现明显的耦合现象;在汶川波激励下,斜交连续梁桥出现板式橡胶支座滑移、两侧挡块不对称破坏、主梁平面旋转、墩柱材料最大应变响应与桥梁主轴不同向等震害,与实际震害基本一致,验证了非线性分析模型的合理性。(3)根据目标反应谱对基岩型地震动进行周期点调幅,将斜交角度、桥台间隙、挡块强度及支座摩擦系数作为试验因素,将主梁梁端位移、主梁平面转角及墩底截面曲率作为试验指标,输入7条周期点调幅后的实际地震动,采用正交试验以极差分析法分析了斜交连续梁桥地震响应对各影响因素的敏感性强弱排序;然后基于正交试验结果选取典型桥例和典型影响参数,建立了关键构件的损伤指标,采用增量动力时程分析法研究了典型斜交连续梁桥的抗震性能及其参数影响规律。研究表明,斜交角是斜交桥地震响应的最敏感因素,挡块强度与支座摩擦系数次之;挡块强度的增长能有效降低挡块及墩上支座的损伤程度,但会明显加重高墩的损伤状态,加剧矮墩的损伤发展速度。
其他文献
随着我国基础设施建设的飞速发展和城市化进程的日益推进,新建的城市道路和居民区也越来越多,城市土地空间变得非常的有限,所以地下工程得到了空前的发展。然而地表大片的高层建筑,拥堵不堪的公路,建筑工地地基的挖掘,土壤的倾倒等构成了地表复杂的超载情况,当地表附加荷载超过围岩极限承载能力时易造成隧道围岩失稳破坏,在极端情况下可能会导致隧道的整体垮塌,如何去界定和评估这一影响为我国隧道及地下工程领域的科研工作
中国基建工程的建设速度一直在国内外享有盛誉,隧道作为基建工程里不可缺少的一部分,其每年增长里程数和个数也都不断攀升。然而,与之同样增长的是隧道的照明能耗及运维费用。目前绝大部分隧道仅仅使用电光照明,虽然其技术不断创新,能耗更低,但考虑到隧道需要全天候不间断开启照明灯具的特殊条件,隧道一年的运营成本是相当庞大的。“交通强国”的战略目标不仅仅要体现在交通设施的数量上,还要体现在使用于交通设施的技术上。
随着国家“十三五规划”战略的实施,为建设完善的公路网,交通基础设施建设项目逐渐增多。在众多拟建和在建的公路网中很多公路属于山区公路,面临较为复杂的地理环境,建设期间在道路沿线形成了大量的路堑高陡边坡,对公路建设造成了极大的风险。因此,研究高陡边坡风险源的识别方法,建立合理的高陡边坡风险评估指标体系,对于降低山区公路的建设风险尤为重要。本文对比分析了各种风险评估方法的优缺点并对适用于高陡边坡工程的风
随着国家经济实力的逐步提升,对中西部地区和青藏高原等高纬度地区的经济建设投入也在加大,而经济建设能否快速稳步推进的前提就是基础设施的完善,相应的提出“川藏铁路”等重大工程。而这些地区多为山地丘陵地貌,为了缩短道路里程减少经济投入,建设隧道是一个两全其美的方案,这就导致在严寒地区寒区隧道工程的修建日益增多。寒区隧道较普通地区隧道更容易发生冻害,即冻胀和融沉,这是因为围岩中的温度更容易受到大气环境温度
埋入式抗滑桩作为一种新型的滑坡支护结构,由于其独特的结构形式及特有的支护优点被逐渐应用于滑坡治理中,然而目前对于埋入式抗滑桩的工作机理及其工程应用还没有形成一致认可的理论和规范。鉴于此,本文在总结分析前人研究成果的基础上,通过有限差分法软件FLAC3D建立埋入式抗滑桩三维数值分析模型,对静力与动力状态下桩间土拱效应进行研究,得到不同因素对桩间水平土拱和竖直土拱的影响及其规律,研究成果可为抗滑桩工程
随着技术发展,地铁项目采用TBM施工比例增加,事故发生率同步增加,例如:某地因TBM施工导致桩基倾斜、沉降,建筑物倒塌。鉴于此,本文以重庆轨道交通环线试验段上桥~凤鸣山区间工程为依托,通过变形协调计算方法,利用FLAC3D软件进行数值模拟,对静力、动力两种求解模式下地层及桩基变形进行分析,将单护盾TBM振动效应对建筑物的影响进行安全评估,研究成果可以为类似工程提供数据借鉴。主要研究内容及成果如下:
近年来轨道交通快速发展,一批轨道交通桥梁应运而生,大跨度轨道交通桥梁的主梁结构几乎都是钢结构形式,桥面系大多数采用正交异性钢桥面板。轨道交通车辆荷载具有独特性,既不同于公路车辆,又与铁路相异,相较于公路车辆其轴重更大,相较于铁路其发车频次更高。目前对于正交异性钢桥面板的研究多集中于公路桥梁和铁路桥梁,对于轨道交通桥梁的研究较少,因此对在轨道交通荷载作用下正交异性板的受力研究是十分必要的。本文依托重
随着中国经济的快速增长和运输系统的现代化建设的不断发展,大跨径连续刚构桥的需求得到进一步的提升。人民生活水平提高,拥有车辆的家庭也越来越多,双车道已经不能满足当前行车要求,所以修建宽幅大跨径的公路桥梁的需求也得以显现。对于有着特殊地形、地貌的西南地区,由于受到山岭地带地形条件的限制,因而宽幅连续刚构桥成为一种应用广泛且经济合理的桥梁结构型式。本论文着重于研究跨径在100~200m的四车道连续刚构桥
箱形截面梁具有良好的受力性能和强大的抗扭刚度,在大跨径桥梁中应用广泛。通常这些结构都是在振动荷载环境下工作的,长时间承受着载重车辆反复作用产生的不间断扰动(交变)荷载,导致了箱梁出现裂缝病害。其中桥面板是直接承受车轮荷载作用的结构,随着交通运输业快速发展,桥面板受到车辆的冲击压力日益剧增,加上混凝土桥面板本身裂缝的存在,更降低了其耐久性。为此,本文以2006年建成的贵州韩家店I号特大桥为依托工程,
富水隧道围岩渗流特性取决于岩体的裂隙网络,由于开挖卸荷下应力的重分布将导致裂隙闭合、开展、萌生或发育,引起渗流场产生改变,渗流场的变化又反作用于裂隙网络,两者呈现相互作用、相互影响的耦合态势。因此只有多角度深入认识此过程的开挖卸荷渗流机理,才能有效预防隧道围岩在开挖卸荷过程中因地下水渗流而引发的突水突泥等地质灾害。基于此,本文以海南某引水隧道工程为背景,以理论研究、数值模拟及监测验证等方法研究隧道