梁式桥在爆破振动作用下的动力响应分析与研究

摘要

随着我国经济建设的发展，我国基础建设修建得越来越多，建筑密度越来越大，一些新建工程往往要靠近既有工程或与既有工程有交叉，在新建工程的施工中，工程爆破难以避免，而爆破对既有工程的安全性会产生重要影响。本文结合重庆市巴南区物流基地纵三路南段道路施工爆破工程，对道路施工现场爆破振动信号进行了现场实测以及相应的理论分析，分析出爆破振动对临近桥梁的影响。
　　本研究主要内容包括：①针对道路施工工程下穿既有桥梁，其中周围山体需要进行多次工程爆破，在工程爆破过程中，对其进行了多次爆破振动测试，分析其测试结果发现，爆破振动信号的主频率较高，爆破振动频率不会与桥梁产生共振作用，同时主梁的竖向振动速度峰值从支座位置到1/4跨位置再到跨中位置呈依次增大的趋势，表明爆破振动竖向速度从梁端到跨中的转播过程中竖向产生了放大效应。②将桥梁主梁测的爆破振动信号与重车通过振动信号进行对比，总结出两者信号的区别及其对桥梁结构的影响，发现重车通过信号较爆破振动信号整体高频有明显提高，并且出现多峰，说明重车通过振动能量增大且较为分散，同时当爆破振动中的炸药威力较小或者爆破振动距离较远时，汽车通过桥梁时对桥梁结构的响应很可能大于爆破振动对桥梁结构的响应。③应用有限元软件MIDAS/Civil建立桥梁结构有限元模型，采用线性时程分析法，分析在不同持时相同幅值的三角波作用下桥梁结构最大响应值的变换规律，发现三角波加速度时程曲线持时由0.1s到0.01s再到0.001s逐步减小，大桥主梁各测点的速度峰值响应也逐步减小。④针对同一持时相同幅值的三角波，运用反应谱法和线性动力时程分析法分析了主梁各测点的应力、位移爆破响应规律，将其结果对比分析，发现桥梁结构响应应力值和位移值在反应谱分析和时程分析下结果较为接近，因此在对结构进行计算时两者可以互相参考验算。⑤将道路挖方施工爆破振动监测结果与国家安全标准进行对比分析确定本次挖方施工爆破振动监测的可靠性、安全性，提供了一个梁式桥在挖方施工期爆破振动安全控制标准。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 本论文主要研究的目的与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 爆破振动安全标准研究现状

1．3．2 爆破振动信号分析研究现状

1．3．3 爆破振动下桥梁结构动力响应研究现状

1．4 本论文主要研究的内容与方法

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法

第二章 爆破地震波概论

2．1 爆破地震波理论基础

2．1．1 爆破地震波的产生

2．1．2 爆破地震波的特性

2．1．3 爆破地震波的传播及衰减规律

2．2 爆破地震与天然地震

2．3 爆破地震波传播速度与加速度

2．4 影响爆破地震波强度的因素

2．4．1 爆破装药量的影响

2．4．2 岩土性质及地形特征的影响

2．4．3 爆破类型的影响

2．5 本章小结

第三章 爆破振动作用下结构动力响应分析方法

3．1 单质点系结构爆破振动反应分析

3．2 多质点系结构爆破振动反应分析

3．3 本章小结

4．1 工程概况

4．2 爆破振动测试系统

4．2．1 爆破振动测试的主要内容

4．2．2 爆破振动测试仪器的选择

4．2．3 测点位置与布置方案

4．3 桥梁结构爆破振动数据分析

4．3．1 爆破振动数据的采集

4．3．2 爆破振动数据的处理

4．3．3 爆破振动信号与重车通过振动信号对比分析

4．4 本章小结

第五章 爆破振动作用下桥梁结构的动力响应

5．1 白合子大桥动力特性分析

5．1．1 桥梁概况

5．1．2 桥梁结构模型

5．1．3 动力特性分析

5．2 白合子大桥爆破振动响应时程分析

5．2．1 爆破振动时程分析

5．2．2 大桥模型在时程分析法下的动力响应

5．2．3 时程响应分析结果

5．3 反应谱分析与时程分析结果对比分析

5．4 本章小结

第六章 爆破振动监测结果安全评价

6．1 质点振动频率分析

6．2 质点振动速度峰值分析

6．3 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 本文研究工作及主要内容

7．2 对后期研究工作的展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果