C形曲線橋梁抗震性能分析及試驗研究.pdf

1、隨著我國城市化進程的推進及西部大開發(fā)計劃的實施,橋梁建設(shè)得到了長足發(fā)展。曲線橋梁結(jié)構(gòu)線條流暢,意境生動,能夠方便適應(yīng)路線和地形要求,在實際工程中得到廣泛應(yīng)用。曲線橋梁構(gòu)型獨特,存在彎扭耦合,內(nèi)力和變形復(fù)雜;其結(jié)構(gòu)動力特性及地震響應(yīng)異于常規(guī)橋梁,在歷次地震中都有較大的損傷破壞。探討曲線橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性和內(nèi)力及變形分布規(guī)律,研究其抗震性能和災(zāi)變機理,促進曲線橋梁的健康發(fā)展,是目前亟待解決的課題。本文通過對C形曲線橋梁進行實體模型地震模擬振

2、動臺試驗和有限元仿真分析,對該類結(jié)構(gòu)進行了較深入的研究。
　　(1)為研究曲線橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的空間動力響應(yīng),探討了歷次大地震中曲線橋梁結(jié)構(gòu)的破壞模式和災(zāi)變機理。結(jié)合國內(nèi)外對曲線橋梁結(jié)構(gòu)的理論研究和地震模擬振動臺試驗研究,分析了目前曲線橋梁結(jié)構(gòu)抗震存在的問題,提出了新的研究方向。
　　(2)針對局部場地條件對橋梁結(jié)構(gòu)地震動響應(yīng)的影響,探討了多點激勵下作用下結(jié)構(gòu)振動分析常用的分析方法。基于結(jié)構(gòu)多點激勵分析理論,探討了場地效

3、應(yīng)對曲線橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的的影響規(guī)律。采用大型有限元軟件建立了曲線連續(xù)梁橋的多點激勵分析模型。通過分析表明,多點激勵對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)有放大作用。在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)建立合理的分析模型,重視實際地震動的正確模擬及輸入方法,從而獲得比較真實的地震響應(yīng),為曲線橋梁結(jié)構(gòu)抗震提供科學(xué)依據(jù)。
　　(3)設(shè)計和制作了兩跨鋼筋混凝土 C形曲線連續(xù)梁橋模型;設(shè)計和制作振動臺的外連裝置(地震波轉(zhuǎn)換裝置),實現(xiàn)單振動臺的多點激勵;進行了地震模擬振動臺試驗,完成了

4、各工況作用下的模型測試和觀察。試驗現(xiàn)象在一定程度上反映了曲線橋梁各構(gòu)件在地震作用下的損傷裂縫開展規(guī)律和基本破壞模式;測試數(shù)據(jù)分析反映了曲線橋梁的動力特性變化規(guī)律及結(jié)構(gòu)在不同烈度地震作用下的動力響應(yīng)規(guī)律;根據(jù)模型試驗,研究了橋墩高度對橋墩構(gòu)件破壞形式及整體結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。
　　(4)提出曲線橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)墩高比,利用結(jié)構(gòu)動力時程法,研究了兩類墩高布置形式的兩跨曲線橋梁結(jié)構(gòu)動力特性及動力響應(yīng)。分析表明,各墩頂徑向位移對參數(shù)墩高比