【摘要】：近年來,在遵循生態(tài)文明建設(shè)的前提下,國家已經(jīng)逐漸加快交通橋梁紐帶建設(shè)的步伐,尤其是庫區(qū)深水大跨徑橋梁的建設(shè)。強震作用下,庫區(qū)水體引起的動水壓力會影響結(jié)構(gòu)的動力特性以及地震響應(yīng),給橋梁造成不利影響。鑒于此,本文基于勢流體理論,依托雙河特大橋?qū)嶋H工程,建立了無水和滿庫狀態(tài)斜拉橋?qū)Ρ确治瞿Ｐ?主要研究了庫區(qū)水體對斜拉橋動力特性以及地震響應(yīng)的影響機理,并結(jié)合本項目探討水深變化、內(nèi)外域水、墩柱截面變化以及橋塔傾斜角度變化三類參數(shù)對橋塔地震響應(yīng)的影響程度,為水與橋塔耦合效應(yīng)在實際中的應(yīng)用提供一定的參考指南。本文主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:1.詳細介紹了現(xiàn)階段國內(nèi)外關(guān)于墩水耦合作用的理論研究方法和現(xiàn)狀,并對我國公路、鐵路抗震設(shè)計規(guī)范和日本橋梁抗震設(shè)計規(guī)范關(guān)于動水壓力的計算辦法進行了總結(jié);2.基于勢流體理論,針對無水、滿庫兩種狀態(tài)進行了縱+豎和橫+豎兩種地震作用下斜拉橋動力響應(yīng)分析,研究發(fā)現(xiàn)庫區(qū)水體可以明顯降低斜拉橋自振頻率,且沿橋塔短邊方向自振頻率的減小幅度比沿橋塔長邊方向大;兩種工況地震作用下,滿庫狀態(tài)塔頂位移峰值以及塔底內(nèi)力峰值較無水狀態(tài)有一定幅度的增加,且水體對于塔底剪力的影響最大;3.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上,探討外域水以及外域水+內(nèi)域水與橋塔的耦合作用發(fā)現(xiàn):兩種工況下,橋塔自振頻率都會隨著橋塔入水深度的增加而降低。同一水深情況下,綜合考慮內(nèi)域水+外域水作用對橋塔地震響應(yīng)的影響要大于單獨考慮外域水的情況,因此設(shè)計時,應(yīng)綜合分析內(nèi)域水和外域水的共同作用;4.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上,探討截面變化對耦合效應(yīng)的影響發(fā)現(xiàn),墩柱截面的變化可以改變水對墩柱動力響應(yīng)的影響程度,優(yōu)化后的墩柱截面在實際中對水可以起到良好的分流作用,但由于墩-水接觸面增大,從而增大作用于墩柱壁面上的動水壓力,影響墩柱動力響應(yīng);5.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上,探討4種傾斜角度對耦合效應(yīng)的影響發(fā)現(xiàn),傾斜角度的不同,水體對于橋塔自振頻率和地震響應(yīng)峰值的影響程度也會有所差異。當傾斜角度在60°和90°之間時,水體對塔頂位移、塔底剪力以及彎矩的影響隨著角度的增加而減小,即橋塔越傾斜,水體對于結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)影響程度越大。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U448.27
【圖文】：

多座橋梁出現(xiàn)了阻礙交通運營的嚴重情況，需要緊急搶修，占了已建成總體橋梁的 9%[4]。例如在汶川地震中的廟子坪大橋（見圖 1-1），橋墩出現(xiàn)了不同程度的傾斜，有較大的墩頂位移，出現(xiàn)了落梁震害。該橋在地震時主墩淹沒深水達到了 45m左右，水庫正常蓄水時，淹沒深度將達近 100m。研究表明橋墩淹沒水深對結(jié)構(gòu)自振頻率有一定影響。

這期間經(jīng)歷了多少磨難與艱難險阻。18 世紀前葉，英國的工業(yè)革命像一臺動力十足的柴油機一樣迅速的加速了交通建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，尤其是橋梁的建設(shè)。水泥、預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)明、實驗研究的發(fā)展和計算機的高尖端技術(shù)無一不是橋梁發(fā)展、進步強有力的保證。1855 年，由于水泥技術(shù)的發(fā)明，世界上建成了第一座利用水泥砂修建的石拱橋。由于鋼筋混凝土的各項性能不夠完美，承載能力有一定的局限性，當時的科學技術(shù)發(fā)展緩慢不足以支撐強大的橋梁行業(yè)，因此當時的橋梁在一段時間內(nèi)的發(fā)展基本處在停滯期。不久之后，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的橫空出世，橋梁的發(fā)展又進入了一個嶄新時期。1925 年，西班牙[5]首次建成了第一座以拉索作為承重體系，鋼筋混凝土作為主要材料的斜拉橋。1962 年，委Qg瑞拉馬拉博湖上建立了一座新型公路斜拉橋，自此行業(yè)慢慢進入了預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的時代。

這期間經(jīng)歷了多少磨難與艱難險阻。18 世紀前葉，英國的工業(yè)革命像一臺動力十足的柴油機一樣迅速的加速了交通建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，尤其是橋梁的建設(shè)。水泥、預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)明、實驗研究的發(fā)展和計算機的高尖端技術(shù)無一不是橋梁發(fā)展、進步強有力的保證。1855 年，由于水泥技術(shù)的發(fā)明，世界上建成了第一座利用水泥砂修建的石拱橋。由于鋼筋混凝土的各項性能不夠完美，承載能力有一定的局限性，當時的科學技術(shù)發(fā)展緩慢不足以支撐強大的橋梁行業(yè)，因此當時的橋梁在一段時間內(nèi)的發(fā)展基本處在停滯期。不久之后，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的橫空出世，橋梁的發(fā)展又進入了一個嶄新時期。1925 年，西班牙[5]首次建成了第一座以拉索作為承重體系，鋼筋混凝土作為主要材料的斜拉橋。1962 年，委Qg瑞拉馬拉博湖上建立了一座新型公路斜拉橋，自此行業(yè)慢慢進入了預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的時代。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉浪;楊萬理;李喬;;深水橋梁墩水耦合抗震分析方法[J];西南交通大學學報;2015年03期

2 韋清江;劉根;;大型橋梁深水基礎(chǔ)類型及其特點[J];四川建筑;2008年05期

3 李富榮;陳國興;王志華;;考慮動水壓力影響的單柱式橋墩地震反應(yīng)分析[J];地震工程與工程振動;2008年02期

4 劉振宇;李喬;趙燦暉;莊衛(wèi)林;;圓形空心深水橋墩在地震作用下的附加動水壓力[J];西南交通大學學報;2008年02期

5 劉振宇;李喬;趙燦暉;陳釩;;深水矩形空心橋墩在地震作用下附加動水壓力分析[J];振動與沖擊;2008年02期

6 賴偉;王君杰;韋曉;胡世德;;橋墩地震動水效應(yīng)的水下振動臺試驗研究[J];地震工程與工程振動;2006年06期

7 高學奎;朱f^;李輝;;近場地震作用下深水橋墩的地震響應(yīng)分析[J];工程抗震與加固改造;2006年03期

8 張為;趙星;劉明高;姚君華;;斜拉橋有限元建模和動力特性分析[J];鐵道建筑;2006年03期

9 賴偉,王君杰,胡世德;地震下橋墩動水壓力分析[J];同濟大學學報(自然科學版);2004年01期

10 鄭史雄;深水橋墩考慮液固相互作用的地震反應(yīng)分析[J];橋梁建設(shè);1998年01期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 楊萬理;深水橋梁動水壓力分析方法研究[D];西南交通大學;2012年

2 李悅;強震作用下動水壓力對深水橋梁動力性能的影響研究[D];北京科技大學;2010年

相關(guān)碩士學位論文 前9條

1 何岸;深水斜拉橋地震響應(yīng)對比分析[D];西南交通大學;2017年

2 周珍偉;考慮墩—水相互作用下的深水空心橋墩地震響應(yīng)分析[D];華東交通大學;2016年

3 周桂吉;強地震區(qū)深水大跨度斜拉橋的地震響應(yīng)分析[D];西南交通大學;2015年

4 孫競飛;考慮深水作用的斜拉橋地震響應(yīng)分析[D];西南交通大學;2013年

5 劉永吉;考慮流固耦合效應(yīng)的水中橋墩動力響應(yīng)分析[D];重慶交通大學;2012年

6 韓亮;橋墩結(jié)構(gòu)模型與水相互作用的水下振動臺試驗研究[D];大連理工大學;2011年

7 劉浩鵬;考慮地震動水壓力的大跨度深水橋梁下部結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)分析[D];北京科技大學;2011年

8 張國明;考慮流固耦合的地震作用下水與橋墩相互作用研究[D];北京科技大學;2009年

9 夏志華;大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋地震反應(yīng)分析[D];西南交通大學;2003年

本文編號：2794987