文档介绍：沈阳建筑大学
硕士学位论文
基于地震响应的连续刚构桥梁设计参数研究
姓名:程石
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:张海
2008-01-20
硕士研究生学位论文摘要
摘要
我国西部大部分地区属山岭重丘区山高谷深、地形险峻。山区修建的桥梁,特别是
高等级公路上的桥梁,其特点是桥墩高,结构平面线形复杂。这些地区很多处于地震多发
带,地震作用不可忽略。与中小跨径桥梁相比,高墩桥梁特别是曲线桥梁结构的地震响应
及抗震设计更为复杂。我国现行《公路工程抗震设计规范》中只对跨径不超过 m 的梁
桥和拱桥做出了规定,而对于跨径超过 m 的桥梁则未有涉及。我国现行《铁路工程抗
震设计规范》虽没有适用跨径范围限制,但明确要求“有特殊抗震要求的建筑物和新型结
构应进行专门研究设计”。因此,对该类桥梁的动力性能及地震响应分析进行专题研究很
有必要。
论文主要针对高墩曲线连续刚构桥的地震响应进行了大量的数值计算分析,初次系统
地研究了结构设计参数对该类桥梁地震响应的影响规律。基于空间刚架结构的有限元方
法,利用 ANSYS 程序建立了考虑多因素的分析模型。
对曲线连续刚构的下部结构设计参数进行了单因素分析,分别研究了双薄壁墩截面型
式、墩梁刚度比设计参数对曲线连续刚构桥动力性能的影响,并对结构进行线弹性地震时
程分析。结果表明,墩梁刚度比改变桥梁纵横向的刚度比,从而影响结构的振型序列和关
键部位的地震响应,在材料用量相当的情况下,双薄壁空心墩桥梁综合地震响应小于实心
墩的地震响应。
分别研究了圆心角、桥梁结构跨数等上部结构设计参数对曲线连续刚构桥地震响应的
影响,研究表明,如果不考虑扭转,在相同条件下,直连续刚构桥综合抗震性能优于曲线
桥的抗震性能,当曲线刚构桥的单跨圆心角小于°时,曲线桥结构可以当作相应跨径的
直桥进行抗震设计。
论文对高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应的研究成果可供此类桥梁抗震设计参考,也
可为同类桥梁初步设计阶段实现抗震概念设计提供技术支持。
关键词:地震响应;概念设计;墩梁刚度比;圆心率;双薄壁墩截面型式
硕士研究生学位论文 Abstract III
Abstract
Western region of China is a mountainous zone, with high mountains and deep gorges, steep
terrain. Building bridges in these mountains, especially in high-ranked highway, is characterized
by high piers, complex horizontal line. Many of these are in earthquake-prone areas belt,
earthquake load should not be overlooked. Contrasted with short and medium span bridges, the
bridges of high-pier especially with curvature have plexity in analyzing earthquake
response and earthquake resistant design. China's "Specifications of Earthquake Resistant Design
for Highway Engineering" currently adapts for the girder bridges under150m and arch bridges,
not involving the bridges with span beyond 150m. Though there is not applicable spans limit in
the current "Railway earthquake design codes", it clearly requires "special earthquake
requirements for buildings and new structures should be devoted to special design." Therefore, to
deeply study dynamic performance and earthquake response of this kind of bridge i