本文關(guān)鍵詞：巖溶地基—基礎(chǔ)相互作用對(duì)鋼管混凝土拱橋抗震的影響

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【摘要】：我國(guó)的可溶性巖石分布面積占到了國(guó)土面積的1/3以上,尤其以桂、黔和滇東部地區(qū)分布最廣。數(shù)十年來(lái),隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的推進(jìn),中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施不斷地發(fā)展,廣西的交通建設(shè)也是突飛猛進(jìn),廣西的境內(nèi)建立起了一大批鋼管混凝土拱橋。鋼管混凝土拱橋由于其輕盈美觀(guān),具有優(yōu)越的受力性能,工程造價(jià)低,施工方便,養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)便,跨越能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),受到了橋梁建設(shè)者的擁護(hù)與推廣,這些橋梁再所難免會(huì)穿過(guò)巖溶地區(qū)。我國(guó)所處的位置會(huì)受到太平洋板塊、亞歐大陸板塊和印度洋板塊的擠壓,導(dǎo)致我國(guó)是受到地震影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一。目前,在巖溶地基上修筑拱橋主要的設(shè)計(jì)方法仍然采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法或者經(jīng)驗(yàn)法,這會(huì)無(wú)形中與實(shí)際狀況出現(xiàn)偏差,特別是建筑的抗震分析時(shí),會(huì)造成比較大的誤差。因此,結(jié)合巖溶地基研究巖溶地基-基礎(chǔ)-鋼管混凝土拱橋的抗震分析顯得尤為重要。本文在專(zhuān)家學(xué)者研究的基礎(chǔ)之上,通過(guò)數(shù)值模擬的方法對(duì)巖溶地基-基礎(chǔ)相互作用對(duì)鋼管混凝土拱橋的抗震做了以下幾個(gè)方面的研究：(1)總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)共同作用的研究現(xiàn)狀,并在橋梁領(lǐng)域內(nèi)所做過(guò)的研究也做了總結(jié)歸納。通過(guò)查閱相關(guān)的文獻(xiàn),了解巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)概況,得知巖溶地區(qū)最為顯著的特點(diǎn)是廣泛分布著大量的碳酸鹽類(lèi)巖石,其中紅粘土是最具有代表性的土質(zhì)。結(jié)合巖溶地基的特點(diǎn)以及可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)巖溶地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估,從而對(duì)地基病害對(duì)上部結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行評(píng)估。(2)闡述地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用的理論分析方法以及模型的種類(lèi),并對(duì)拱橋地震反應(yīng)分析的方法做出了詳細(xì)的描述,最終確定采用有限元法對(duì)共同作用的模型進(jìn)行建立,地震反應(yīng)分析則采用動(dòng)力時(shí)程響應(yīng)法。(3)采用大型有限元分析軟件ANSYS分別建立不考慮共同作用與考慮共同作用的模型,地基土選普通的碳酸鹽類(lèi)巖石,在EL-CENTRO地震波的作用下,對(duì)拱橋關(guān)鍵部位的位移、加速度、彎矩以及軸力等進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明：考慮共同作用的數(shù)據(jù)結(jié)果比不考慮共同作用的結(jié)果要大,即考慮共同作用的鋼管混凝土拱橋在地震波作用下的動(dòng)力響應(yīng)會(huì)更加明顯。(4)地基土選用紅粘土,分別建立含有溶洞以及不含溶洞的共同作用模型,在兩個(gè)工況下,對(duì)拱橋位移、內(nèi)力等結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明：含有溶洞的計(jì)算結(jié)果比不含溶洞的結(jié)果普遍要大,即溶洞的存在會(huì)對(duì)鋼管混凝土拱橋共同作用體系在地震波作用下的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生一定的影響,為橋梁的抗震加固設(shè)計(jì)提供了一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：巖溶 共同作用 拱橋抗震 動(dòng)力時(shí)程分析
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U442.55;U448.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 選題的研究目的與意義12-13
• 1.2 共同作用及橋梁抗震國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 橋梁的震害調(diào)查及分析15-18
• 1.3.1 橋梁震害分析15-16
• 1.3.2 橋梁震害具體圖示16-17
• 1.3.3 拱橋震害分析17-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第二章 巖溶地區(qū)地震的特點(diǎn)以及地基病害評(píng)估模型19-28
• 2.1 巖溶地質(zhì)特點(diǎn)19-20
• 2.2 巖溶地震特點(diǎn)20-22
• 2.2.1 塌陷地震20-21
• 2.2.2 誘發(fā)地震21
• 2.2.3 巖溶區(qū)小震級(jí)高烈度的特殊地震21-22
• 2.3 巖溶地基病害對(duì)上部結(jié)構(gòu)作用的評(píng)估模型22-27
• 2.3.1 引言22
• 2.3.2 地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估模型的分類(lèi)22-24
• 2.3.3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 橋梁整體模型建立及抗震理論28-47
• 3.1 共同作用理論28-32
• 3.1.1 地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用分析方法28-30
• 3.1.2 地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互作用理論分析模型30-32
• 3.2 橋梁結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法32-38
• 3.2.1 引言32-33
• 3.2.2 靜力法33-34
• 3.2.3 反應(yīng)譜法34-36
• 3.2.4 時(shí)程分析法36
• 3.2.5 隨機(jī)振動(dòng)法36-38
• 3.3 工程簡(jiǎn)介38-39
• 3.4 有限元軟件ANSYS功能簡(jiǎn)介39-40
• 3.5 對(duì)比模型的建立40-44
• 3.5.1 引言40
• 3.5.2 地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同作用模型40-42
• 3.5.3 不考慮地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)共同作用模型42-44
• 3.6 地震波的選取44-46
• 3.6.1 地震波的特性44-45
• 3.6.2 地震波的選取45
• 3.6.3 本文采用的地震波45-46
• 3.7 本章小結(jié)46-47
• 第四章 鋼管混凝土拱橋共同作用與非共同作用下時(shí)程反應(yīng)分析47-65
• 4.1 動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法簡(jiǎn)介47-51
• 4.1.1. Wilson-θ法47-48
• 4.1.2. Newmark-β法48-51
• 4.2 共同作用與無(wú)共同作用下的位移時(shí)程對(duì)比分析51-56
• 4.3 共同作用與無(wú)共同作用下的加速度時(shí)程對(duì)比分析56-62
• 4.4 共同作用與無(wú)共同作用下的內(nèi)力最值對(duì)比分析62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 溶洞對(duì)鋼管混凝土拱橋抗震的影響65-81
• 5.1 引言65
• 5.2 模型的建立65-66
• 5.3 共同作用下有無(wú)溶洞的動(dòng)力分析66-79
• 5.3.1 有無(wú)溶洞時(shí)位移時(shí)程對(duì)比分析66-72
• 5.3.2 有無(wú)溶洞時(shí)加速度時(shí)程對(duì)比分析72-78
• 5.3.3 有無(wú)溶洞兩種工況下拱橋內(nèi)力最值對(duì)比分析78-79
• 5.4 本章小結(jié)79-81
• 第六章 結(jié)論與展望81-83
• 6.1 結(jié)論81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 致謝87-88
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及工程項(xiàng)目88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：645244