本文選題：非規(guī)則橋梁 + 多點輸入　； 參考：《西安建筑科技大學》2015年博士論文

【摘要】：曲線橋梁已被廣泛用于公路立交區(qū)以及跨海大橋引道等。由于平面和立面不規(guī)則,曲線橋梁在地震作用下,存在多種變形耦合效應,力學性能復雜。實際地震是多點多維的復雜運動,由于行波效應、場地效應和不相干效應等因素,大跨度曲線橋梁各個支點受到的地震激勵不同,加之曲線橋梁的不規(guī)則性,結構實際受到的地震作用更為復雜,僅僅考慮單點或一維或地震作用并不能滿足抗震需求,應考慮多點或多維地震耦合作用。震害表明,地震引發(fā)的梁體間碰撞效應顯著,是引起橋梁災害的重要因素之一。結合震害調研和科學試驗,建立正確、合理的力學模型和分析方法,研究非規(guī)則橋梁在多點或多維地震激勵下的動力反應和破壞模式,研究橋梁碰撞效應和損傷機理,是非規(guī)則橋梁抗震研究的重要課題。針對以上問題,本文做了如下主要研究工作:1、設計和制作幾何相似比為1/20的兩跨鋼筋混凝土C形和S形曲線橋梁實體模型,采用擴展振動臺系統(tǒng)進行了單向非一致激勵下的地震模擬振動臺試驗。分析了這兩種曲線橋梁在單向非一致激勵下的破壞形態(tài)和地震響應特征,用于指導該類型曲線橋梁結構的抗震設計。2、設計和制作了幾何相似比為1/20的鋼筋混凝土人字形異性箱梁截面曲線橋梁,進行了多維激勵下的地震模擬振動臺試驗。研究了在多維激勵下該非規(guī)則橋梁直線梁和曲線梁的動力響應及差異,并對該類型橋梁分支處的梁和墩響應、碰撞效應進行了分析和探討。3、采用碰撞接觸單元模擬梁體間碰撞力,建立了橋梁結構碰撞力學模型,推導了相應的多自由度體系動力學方程。提出利用精細積分法求解碰撞運動方程的思路,并進行算例驗證,證明了精細積分法應用于碰撞動力分析精度高、穩(wěn)定和可靠的特點,使碰撞問題求解的計算效率和計算精度得到較大幅度提高。4、將橋梁伸縮縫處兩側主梁和下部結構做理論簡化,取被簡化為兩個單自由度體系的典型相鄰聯(lián)跨梁進行研究,并據(jù)此設計和制作了忽略幾何相似比的四組碰撞結構試件,進行了結構碰撞的地震模擬振動臺試驗,探討了結構碰撞力響應的影響因素和影響程度等。5、基于結構碰撞地震模擬振動臺試驗,將線彈性模型、粘彈性模型、非線彈性模型和非線彈性-阻尼模型用于碰撞過程中碰撞力的數(shù)值模擬,并根據(jù)結構的碰撞力確定了碰撞接觸模型參數(shù);根據(jù)數(shù)值模擬結果,對四種接觸單元模型的特點和適用性進行分析;結合已有碰撞試驗和理論研究,探討了碰撞接觸單元模型碰撞剛度的取值問題。6、提出了結構碰撞力反應譜概念,基于結構碰撞地震模擬振動臺試驗參數(shù)和精細積分法計算,進行了碰撞力反應譜研究,探討了包括碰撞接觸剛度、恢復系數(shù)、間隙、阻尼比和質量等參數(shù)對結構碰撞效應的影響。7、提出采用并行計算算法進行數(shù)值計算的策略,由編程語言創(chuàng)建多個并行計算任務,最大程度發(fā)揮多CPU計算機平臺性能,有效提高了結構碰撞反應譜的計算效率。8、提出碰撞加速度反應譜和碰撞動力系數(shù)反應譜概念,進行了考慮碰撞和不考慮碰撞的加速度反應譜的分析與對比,探討了阻尼比和間隙等參數(shù)對結構碰撞效應的影響;為探討結構碰撞平均響應相對于地震動輸入的放大量值,采用Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類場地的地震動輸入,進行了不同場地碰撞動力系數(shù)反應譜研究,分析不同場地的地震動輸入下,阻尼比和間隙等參數(shù)對碰撞效應的影響程度。9、建立人字形曲線橋梁分析模型,進行了多維激勵下的碰撞響應特點研究,分析多維激勵下,碰撞對結構位移、加速度、梁體間碰撞力以及內力的影響,探討強地震作用下人字形曲線橋梁的地震碰撞機理和動力響應規(guī)律。
[Abstract]:In this paper , the dynamic response and damage model of two - span reinforced concrete C - shaped and S - shaped bridges with geometric similarity ratio of 1 / 20 are studied . Based on the results of numerical simulation , the characteristics and applicability of four kinds of contact unit models are analyzed . The influence of the parameters on the collision effect of the collision contact unit model is studied by combining the existing collision test and the theoretical study .

【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U442.55

【參考文獻】

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1 高玉峰;李曉斌;楊永清;;橋梁結構地震碰撞問題理論分析模型及試驗研究進展[J];應用力學學報;2010年04期

2 周國良;鮑葉欣;李小軍;彭小波;;結構動力分析中多點激勵問題的研究綜述[J];世界地震工程;2009年04期

3 孫治國;王東升;郭迅;孟慶利;于德海;李曉莉;;汶川大地震綿竹市回瀾立交橋震害調查[J];地震工程與工程振動;2009年04期

4 王東升;郭迅;孫治國;孟慶利;于德海;李曉莉;;汶川大地震公路橋梁震害初步調查[J];地震工程與工程振動;2009年03期

5 陳國良;孫廣中;徐云;龍柏;;并行計算的一體化研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];科學通報;2009年08期

6 盧彭真;唐峰;;人字形橋梁的結構分析[J];中外公路;2006年06期

7 林皋,朱彤,林蓓;結構動力模型試驗的相似技巧[J];大連理工大學學報;2000年01期

8 王君杰，，王前信，江近仁;大跨拱橋在空間變化地震動下的響應[J];振動工程學報;1995年02期

9 鐘萬勰;暫態(tài)歷程的精細計算方法[J];計算結構力學及其應用;1995年01期

10 鐘萬勰;;結構動力方程的精細時程積分法[J];大連理工大學學報;1994年02期

本文編號：1807139