桥台对斜交连续梁桥抗震性能的影响研究

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现阶段对于桥梁的抗震设计,均假设主梁与桥台间伸缩缝宽度足够大,主梁与桥台不发生碰撞反应,忽略桥台对桥梁地震反应的影响。有研究表明在地震作用下,桥台与正交桥发生相互作用,能明显改变桥梁的地震反应。众所周知,斜交桥的受力特性相比正交桥会更加复杂,会使桥台对斜交桥地震反应的影响更大。因此,有必要对此进行深入的研究,为此类结构的抗震设计提供指导。本文首先对斜交桥的震害特征、国内外研究现状进行了总结和概述。在此基础上,依托某斜交桥实体工程,运用Sap2000软件建立该桥的分析模型,研究斜度对斜交桥动力特性以及桥墩自身延性能力的影响。之后研究地震动沿双向水平(纵桥向+横桥向)输入下,桥台对斜交桥反应的影响。最后分析了挡块对斜交桥抗震性能的影响,并针对挡块的设计参数(刚度和间隙宽度)提出优化意见。通过本文的研究分析,主要得到以下结论:(1)通过对斜交桥进行动力特性分析,表明斜度对其振动特性的影响较大,当斜度大于40°时,其纵桥向、横桥向和水平转动的耦合振动特性较为显著。(2)斜度变化会对桥墩的延性能力产生影响,随着斜度的增加,桥墩纵桥向延性能力会逐渐增大,而横桥向延性能力逐渐减小。(3)在双向水平(纵桥向+横桥向)地震动输入下,桥台能降低斜交桥的纵向反应和纵向受力,但会加剧桥梁的横向反应和横向受力,降低桥梁横向的安全性,对于斜度越大的桥梁,桥台的影响越明显。(4)在地震作用下,斜度越大主梁钝角处的碰撞力越强,桥台对主梁产生的旋转力矩也越大,桥台对主梁产生的扭转力矩是导致主梁发生水平转动的重要原因之一。(5)在斜交桥两侧设置横向挡块,能对主梁的横向位移和水平转角起到很好的限位作用,但是会增大桥墩的横向反应和受力,降低桥墩横向安全性。(6)通过对挡块的设计参数(刚度和间隙宽度)分析,发现对于不同斜度的桥梁,应采取不同的挡块设计参数,才能更好的提升抗震性能。
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