強(qiáng)震作用下梁橋的碰撞效應(yīng)及其響應(yīng).pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下,相鄰上部結(jié)構(gòu)之間會(huì)發(fā)生相互碰撞進(jìn)而導(dǎo)致橋梁的損壞甚至倒塌,這在以往地震災(zāi)害記錄中經(jīng)常見到。有鑒于此,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震分析時(shí),有必要著重考慮碰撞效應(yīng)對(duì)其地震動(dòng)響應(yīng)的影響。然而碰撞問題屬于接觸問題,存在強(qiáng)非線性特性,且相互耦合的影響因素眾多。因此,對(duì)該問題及其響應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確描述難度很大。而對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)抗震分析中的碰撞效應(yīng)研究,則應(yīng)結(jié)合橋梁本身特性,研究碰撞效應(yīng)對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)地震動(dòng)響應(yīng)的影響。伴隨著橋梁工程建設(shè)的發(fā)展和

2、橋梁抗震分析及設(shè)計(jì)理論的細(xì)化健全,其碰撞問題日益得到學(xué)者們的重視,并且取得了諸多研究成果?？v觀現(xiàn)有關(guān)于橋梁碰撞問題的諸多國(guó)內(nèi)外研究成果,可發(fā)現(xiàn)以往的研究對(duì)于支座的處理都較為簡(jiǎn)單,未能考慮在強(qiáng)震作用下支座的復(fù)雜應(yīng)力一應(yīng)變狀態(tài)及其對(duì)橋梁碰撞效應(yīng)的影響,因此,為較精確的模擬橋梁的碰撞現(xiàn)象,正確反映碰撞效應(yīng)的影響,需對(duì)其支座模型進(jìn)行必要的改進(jìn)。
　　 本文以一座三等跨簡(jiǎn)支梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,建立其引入碰撞單元的全橋精細(xì)化有限元模型,利用AN

3、SYS軟件對(duì)其進(jìn)行時(shí)程分析,研究該橋梁體系在縱向地震作用下相鄰上部結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)響應(yīng)及碰撞效應(yīng)對(duì)其影響。主要進(jìn)行了以下幾方面的研究。
　　 1、基于碰撞理論,概述現(xiàn)有碰撞單元模型,比較并選取Kelvin模型作為本文有限元全橋模型中的碰撞單元。在此基礎(chǔ)之上,探討不同碰撞剛度及阻尼系數(shù)對(duì)于橋梁上部結(jié)構(gòu)之間碰撞力與橋梁地震動(dòng)響應(yīng)的影響。
　　 2、依據(jù)工程實(shí)際,建立更合理、精細(xì)的支座單元。該支座模型在強(qiáng)震作用下有兩種反應(yīng)情況:其

4、一,由于上部結(jié)構(gòu)傳來的橫向荷載,支座單元在水平方向上進(jìn)入屈服階段,表現(xiàn)出其本身非線性的特性；其二,上部結(jié)構(gòu)橫向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)力會(huì)超過支座的摩擦力而發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)?；谶@兩種情況,本文通過建立空間支座單元以期能夠準(zhǔn)確描述支座在強(qiáng)震作用下的受力狀態(tài),進(jìn)而正確反映碰撞效應(yīng)的影響。
　　 3、通過對(duì)比分析考慮碰撞和未考慮碰撞兩種模型,探討碰撞對(duì)橋梁地震響應(yīng)的影響。
　　 4、選擇不同的模型參數(shù),分析碰撞作用對(duì)橋梁響應(yīng)所產(chǎn)生的影響。