隔震桥梁在地震激励下伸缩缝处的碰撞响应

摘要

简支梁桥在公路和铁路当中被广泛使用，是道路交通的枢纽工程。一旦遭受强烈地震作用，不仅会导致城市道路交通瘫痪，而且会带来巨大的经济损失和人员伤亡。因此，桥梁的抗震设防问题日益受到国内外学者的关注。研究表明，在强震作用下，桥梁相邻跨间会产生非同向纵向振动，造成跨间位移大于间隙宽度而发生碰撞。而碰撞会产生较大的瞬间脉冲力，可能引起碰撞截面的局部破碎，严重时会导致落梁和构件的失效。因此对桥梁结构进有必要行碰撞响应分析，以便更大程度上满足桥梁工程的安全、可靠度问题。
　　本文对某三跨18m+20m+18m的简支梁桥在地震激励下的碰撞行为进行了动态时程计算分析，在研究了一些重要碰撞理论的基础上，用Kelvin碰撞模型模拟了碰撞单元，考虑墩柱的弹塑性，并利用大型有限元软件ANSYS建立全桥有限元分析模型和进行时程分析，找出伸缩缝处碰撞效应的一些规律，并进行桥梁碰撞效应参数的对比分析，研究这些参数的变化对桥梁结构地震响应的影响。文章主要包含以下几个方面：
　　（1）介绍近几十年来桥梁在地震作用而引起的碰撞破坏，阐明该课题的研究意义和国内外的研究现状。
　　（2）概括桥梁抗震和碰撞理论的计算方法，详细分析现有碰撞模型，选取适合本文的模型，并建立全桥有限元分析模型。
　　（3）选取适当的地震波并调整，利用有限元软件ANSYS，对模型进行时程原理分析，并通过改变影响碰撞的相关因素（接触单元刚度，间隙大小，支座参数等）对相关数值加以分析。
　　（4）对计算结果作相关分析，并对现有防止碰撞的工程措施加以概述

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2桥梁震害的形式

1.3 碰撞问题的提出和研究现状

1.4 本文研究工作

第二章 碰撞理论及桥梁模型的建立

2.1 桥梁结构地震反应理论

2.2 桥梁碰撞模拟方法

2.3 全桥有限元模型的建立

2.4 本章小结

第三章 桥梁地震碰撞响应

3.1 碰撞单元刚度的影响

3.2 碰撞单元阻尼系数的影响

3.3 伸缩缝间隙大小的影响

3.4 考虑碰撞与不考虑碰撞的影响

3.5 本章小结

第四章 铅芯橡胶支座参数的影响及常用防碰撞措施

4.1 隔震与不隔震的影响

4.2 隔震支座参数的影响

4.3 常用防碰撞措施

4.4 本章总结

结论和展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的论文