強震作用下梁橋的碰撞效應及其響應.pdf

1、橋梁結構在強烈地震作用下,相鄰上部結構之間會發(fā)生相互碰撞進而導致橋梁的損壞甚至倒塌,這在以往地震災害記錄中經(jīng)常見到。有鑒于此,對橋梁結構進行抗震分析時,有必要著重考慮碰撞效應對其地震動響應的影響。然而碰撞問題屬于接觸問題,存在強非線性特性,且相互耦合的影響因素眾多。因此,對該問題及其響應進行準確描述難度很大。而對于橋梁結構抗震分析中的碰撞效應研究,則應結合橋梁本身特性,研究碰撞效應對于橋梁結構地震動響應的影響。伴隨著橋梁工程建設的發(fā)展和

2、橋梁抗震分析及設計理論的細化健全,其碰撞問題日益得到學者們的重視,并且取得了諸多研究成果?？v觀現(xiàn)有關于橋梁碰撞問題的諸多國內外研究成果,可發(fā)現(xiàn)以往的研究對于支座的處理都較為簡單,未能考慮在強震作用下支座的復雜應力一應變狀態(tài)及其對橋梁碰撞效應的影響,因此,為較精確的模擬橋梁的碰撞現(xiàn)象,正確反映碰撞效應的影響,需對其支座模型進行必要的改進。
　　 本文以一座三等跨簡支梁橋為研究對象,建立其引入碰撞單元的全橋精細化有限元模型,利用AN

3、SYS軟件對其進行時程分析,研究該橋梁體系在縱向地震作用下相鄰上部結構的地震動響應及碰撞效應對其影響。主要進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。在此基礎之上,探討不同碰撞剛度及阻尼系數(shù)對于橋梁上部結構之間碰撞力與橋梁地震動響應的影響。
　　 2、依據(jù)工程實際,建立更合理、精細的支座單元。該支座模型在強震作用下有兩種反應情況:其

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