【摘要】：地震作用下,斜拉橋主橋和引橋的地震動是互相影響的,引橋可能與斜拉橋主橋發(fā)生碰撞,碰撞會增加斜拉橋損傷,不僅會造成落梁的風(fēng)險,而且會改變主橋和引橋各自的振動特性和地震反應(yīng)。因此,研究地震動作用下大跨度斜拉橋主橋和引橋碰撞反應(yīng)分析具有重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。本文首先回顧了橋梁結(jié)構(gòu)的碰撞研究現(xiàn)狀,并詳細(xì)闡述碰撞相關(guān)理論,其次以一座典型的大跨度公鐵兩用斜拉橋為工程背景,主要研究內(nèi)容如下:(1)通過查閱文獻(xiàn),了解斜拉橋的發(fā)展、抗震設(shè)計的理念、以及斜拉橋主橋和引橋碰撞研究的發(fā)展現(xiàn)狀,包括:碰撞試驗研究現(xiàn)狀、碰撞模型研究現(xiàn)狀及碰撞影響參數(shù)研究現(xiàn)狀等,其次,詳細(xì)介紹主、引橋碰撞模型的幾種理論依據(jù),主要包括剛體碰撞理論、直桿共軸碰撞理論和基于直桿共軸碰撞理論的分析方法。(2)采用Midas Civil建立斜拉橋動力模型,合理模擬鋼桁梁主橋單元、橋面板單元、橋塔單元、斜拉索單元及樁-土作用,其次,基于動力時程分析方法,對斜拉橋進(jìn)行特征值分析,通過改變碰撞單元參數(shù),找出合理的碰撞單元剛度,其次對比分析斜拉橋動力模型加入阻尼裝置前后碰撞響應(yīng),主要包括:結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)、碰撞力響應(yīng)和部分結(jié)構(gòu)內(nèi)力響應(yīng),結(jié)果表明,阻尼裝置能有效降低地震響應(yīng)。(3)通過改變模型中主、引橋伸縮縫處初始間隙大小,對比分析斜拉橋動力模型的碰撞響應(yīng),主要包括結(jié)構(gòu)內(nèi)力響應(yīng)和結(jié)構(gòu)位移響應(yīng),結(jié)果表明,伸縮縫間隙大小為0.3 m時,斜拉橋結(jié)構(gòu)體系抗震性能較好,最后探討了斜拉橋碰撞效應(yīng)影響因素,主要包括主橋結(jié)構(gòu)體系、地震波不同輸入方向及結(jié)構(gòu)周期比變化,找出不同影響因素下,結(jié)構(gòu)碰撞響應(yīng)規(guī)律。
【圖文】：

是由于其他部位損壞間接導(dǎo)致。橋梁結(jié)構(gòu)中比較常見的震害有結(jié)構(gòu)碰撞、扭轉(zhuǎn)位移、橫向位移等，其中結(jié)構(gòu)之間相互碰撞引起的災(zāi)害占橋梁震害比例很大。橋梁之間的碰撞包括以下常見幾種：相鄰主梁之間碰撞、梁體與橋臺之間碰撞，碰撞引發(fā)的巨大碰撞力可能導(dǎo)致梁體混凝土脫落、縱向位移過大甚至落梁，落梁在橋梁工程地震災(zāi)害中常有發(fā)生，，目前工程上對重要的橋梁會采取安裝防護(hù)措施防止落梁。橋梁落梁災(zāi)害如下圖 1-1 所示。（a）湔江河大橋縱向落梁 （b）岷江特大橋梁體脫落

（a）百花大橋主梁橫移 （b）湔江河大橋擋塊損壞圖 1-2 支座震害圖示表 1-1 支座震害情況統(tǒng)計橋名 支座形式 橋梁形式 震害概要百花大橋 板式橡膠支座 連續(xù)梁 支座滑移、橋段垮塌湔江河大橋 板式橡膠支座 簡支梁 支座滑移、落梁漁子溪橋 擺軸支座 簡支梁 支座剪切破壞小黃溝中橋 板式橡膠支座 連續(xù)箱梁 支座變形古溪溝中橋 板式橡膠支座 簡支梁 支座滑移(3) 橋梁下部結(jié)構(gòu)震害在橋梁結(jié)構(gòu)震害當(dāng)中，下部結(jié)構(gòu)震害是影響最為嚴(yán)重的，下部結(jié)構(gòu)如果損壞，會直接引起橋梁坍塌，且修復(fù)難度巨大。橋梁災(zāi)害中，下部基礎(chǔ)發(fā)生破壞主要是由于強(qiáng)大的地震水平推力導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生剪切破壞，短時間內(nèi)，橋梁反復(fù)振動，橋梁基礎(chǔ)相對薄弱的部位發(fā)生剪切損壞，下部結(jié)構(gòu)震害如圖 1-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U448.27;U442.55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2706402