[硕士]地震作用下简支梁桥碰撞反应分析与试验研究

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内容简介

　　在地震作用下，隔震桥梁由于梁的位移较大，致使邻梁、梁与桥台之间发生碰撞引发桥梁的破坏甚至落梁。桥梁的碰撞问题被认为是影响桥梁地震反应和桥梁抗震性能的一个重要因素，而现行抗震规范均没有考虑地震作用下桥梁发生的碰撞问题。因此，为了防止桥梁在地震作用下产生由于碰撞引起的破坏，迫切需要对桥梁碰撞问题进行全面分析。　　本文系统地开展地震作用下简支梁桥碰撞反应分析与试验研究，主要的工作是有以下两个方面：　　(1)通过建立二维简支梁桥有限元模型进行时程分析，分析了地基作用、支座种类和桥墩刚度等对简支梁桥碰撞反应的影响以及考虑碰撞与不考虑碰撞对桥墩地震反应的影响。　　(2)通过对缩尺模型的振动台试验研究，对梁间距、邻梁质量比、支座种类对简支梁桥碰撞反应的影响，桥梁碰撞对桥梁抗震的影响，防止碰撞措施的效果进行了分析。　　得到以下结论：　　(1)简支梁桥的碰撞反应是受多方面因素影响的结果，如间隙、桥梁振动特性、地震动特性等。随着间隙增大，碰撞次数减少，但最大撞击力的变化是复杂的，无法确定最不利碰撞的间隙。邻梁质量比越大越易引发碰撞。对于不等跨桥梁，碰撞的最不利处为长梁与桥台的碰撞。考虑桩土作用与基底固结计算结果有着较大的差异，在桥梁碰撞数值模拟中，基础的因素不可忽视。　　(2)发生碰撞时，桥墩高度越大，桥墩剪力也越大。桥梁碰撞对桥墩的影响不能简单的认为有利或不利。不同地震波和不同的结构下桥梁碰撞时对桥墩的影响是不同的，有时加大桥墩剪力，有时则降低。接触单元的阻尼对撞击力的模拟影响很大，但对桥墩剪力影响不明显。　　(3)支座耗能和安装阻尼器均可以有效的降低撞击力，甚至避免碰撞。

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