文档介绍：重庆交通大学
硕士学位论文
不对称连续刚构桥地震响应分析
姓名:钱劲松
申请学位级别:硕士
专业:建筑与土木工程
指导教师:谢凤禹
20120613
摘要随着我国交通事业的快速发展,越来越多的连续刚构桥被广泛的应用到实际工程之中,特别是在地形复杂的西南和西北地区,高墩大跨度的连续刚构桥在经济、适用、安全和美观四个方面都体现出巨大的优势。加上近些年来,世界范围内频繁发生的地震,把这一自然界最严重的灾害重新带进了人们的视线,同时由于西南和西北地区地震活动频繁,对连续刚构桥的地震反应分析显得更加重要。桥梁作为交通线路上的枢纽工程,在抗震要求上与其他建筑物有所不同。对桥梁抗震性能的要求,首先是要在地震灾后能保持交通线路的畅通,以方便灾后救援和重建工作的开展;其次由于桥梁造价高,维修困难且昂贵,尽量减小其在地震反应中受到的损伤,也是很必要的。本文对比国内外规范对桥梁抗震性能的要求后,认为我国目前采用的桥梁抗震等级划分,已不能满足基于性能的抗震设计要求,同时也跟目前技术和经济条件相对落后的现状不相符,本文提出考虑桥址所在场地重要性,进一步细分桥梁抗震分级的思路;然后结合工程实例,对墩身不对称连续刚构桥抗震性能进行讨论,主要工作如下:①.运用有限元分析软件疌,建立树底大桥成桥状态分析模型,并分析大桥自振特性。②.考虑在分别输入纵向蚝秃嵯竖向地震作用下,进行反应谱分析来求解地震作用下结构的内力和位移;这里求出墩、墩以及部分主梁特殊截面的极限承载力,与反应谱分析得到的内力进行比较,以观察材料的性能得到了多大程度的发挥。③.运用时程分析法求解桥梁在纵向蚝秃嵯竖向地震作用下的位移和内力,根据树底大桥桥址所在场地地震动特性,本文选取与场地自振周期、加速度峰值均较为接近的波,同时为了适应计算需要,按照规范对地震波进行了相应调整,并将所得结果和反应谱分析结果进行比较。④.在树底大桥的原模型基础上,改变墩高度,建立新的模型,运用反应谱法分析法计算地震反应。通过结果对比找出当改变墩高度时,结构内力在地震作用下的变化规律。关键词:抗震标准;连续刚构桥;时程分析;反应谱分析。
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⒄方法——悬臂拼装法,发展出了一种新的预应力混凝土结构——透展埂型刚在二十世纪中期以前,传统的混凝土桥梁一般采用满堂支架法施工修建,这种施工方法受环境影响极大,难以满足在深谷、急流上架桥以及大跨径桥梁的要求。年,在德国的沃伦姆斯桥建造中,工程师敫智攀┕さ拇构和悬臂施工法由凭借其固有的优点,在随后的工程应用中不断发展。年德国建成的本道夫桥中,对结构进一步创新,将桥跨结构连续梁和薄壁主墩固结,创造出带铰的连续刚构桥。由于透展股焖醴旖隙啵荒苈愀咚俟范缘缆平整度的要求,工程师们不断谋求新的结构形式,年,在瑞士的桥中,工程师首次引入连续刚构体系,连续刚构桥由于其跨越能力强、行车平顺舒适,成为高速公路建设中应用最广泛的桥梁形式之一,特别是在跨径椎米范围内,连续刚构更是占到了主导地位。我国自二十世纪八十年代中期引入连续刚构桥,年设计并建成广州洛溪大桥,这是我国第一座大跨径连续刚构桥,跨径组合为国幅员辽阔,地形地貌复杂,特别是西南重丘地区,山高谷深,正适合发挥连续刚构的优点,同时新材料和新的施工工艺,如高标号混凝土、高强度钢材、大吨位张拉锚固体系等的应用,也进一步推动连续刚构桥的发展。下面列出世界上部分预应力连续刚构桥。N三百丫匕图迮续刚构桥不例图第一章绪论
.展骨诺奶氐连续刚构桥是透展购土鹤楹系奶逑担涫芰μ氐闶乔趴缃峁购投罩固结在一起。图:阍刈饔孟拢缂蛑А⑿邸⒘展谷痔逑档耐渚比较图。——●!
从上图可以看出,在跨径相同、承受同样集度的竖直荷载作用下,悬臂体系和连续体系的跨中弯矩远小于简支梁体系,但同时在墩梁固结处会有负弯矩出现。对带挂梁的悬臂梁桥来说,由于挂梁部分长度小于跨径,故挂梁跨中正弯矩也比简支梁桥小。从上图可以看出,悬臂体系和连续体系根据其力矩分布特性,通过加大支点处梁高,减小跨中主梁高度把主梁做成变截面的形式,这可以减少钢筋混凝土的用量并减轻自重,这又可以减少一部分恒载内力。对于超静定的连续刚构桥,加大支点处梁高还可以满足抗剪的需要。总之,简支梁力学性质优秀,方便配筋和施工,成本较低,但是跨越能力有限;连续刚构相对