Y型桥墩动力荷载下的受力性能研究

摘要

桥梁是交通的生命线，当前国内汽车交通的日益增加，给城市桥梁的建设带来了巨大的挑战，城市高架桥、立交桥开始日益增多，城市桥梁以独柱矩形墩柱的形式居多，该类结构以其简洁流畅的外形、占用桥下土地少、改善下部结构布局、减小造价、增加视野和桥形美观以及便于在多层跨越的复杂线形桥梁中进行墩位设置等诸多优点，因此独柱墩桥梁广泛应用于城市桥梁中。　　同独柱墩相比，双柱墩桥梁横向支座间距较远，横向受力较好，但不利于桥下的交通组织，且景观效果差。而采用独柱墩可以减少墩柱数量，增大桥下净空，使视线简洁、明快，是城市桥梁中的一个较好选择。为了满足独柱墩桥梁的抗倾覆能力，增大支座间距，近年来出现了较多的异型桥墩，Y型桥墩就是其中的一种很常见的结构形式。由于独柱墩抗推刚度较大，对于采用墩顶设置固定支座的连续梁，其抗震性能是桥墩设计的控制因素和难点。鉴于独柱墩连续梁存在的缺陷，本文提出了各种不同的Y型桥墩，控制影响Y型桥墩的抗震性能的因素，利用设计反应谱计算各种不同Y型桥墩的反应谱下的抗弯承载能力和抗剪承载能力的大小，比较各种Y型墩的抗震受力性能，对以后城市高架桥Y桥墩的选择提供了一定的参考作用。本文选取Y型桥墩梁桥为研究对象，对其受力性能和抗倾覆能力作出研究。主要内容如下：　　（1）以上部分叉处的墩高和下部独柱部分的墩高的比例Z值为控制因素，选取了2/9、3/8、5/6三种不同Z值的桥墩，利用软件对不同Z值下桥墩的自震周期、地震下的模态、抗弯承载能力以及抗剪承载能力进行分析研究。　　（2）以桥墩的分叉处角度值为控制因素，选取了三种不同分叉角度的桥墩，利用软件对不同分叉角度下桥墩的自震周期、地震下的模态、抗弯承载能力以及抗剪承载能力进行分析研究。　　（3）以墩高值为控制因素，选取了7m、11m、15m三种墩高的桥墩，利用软件对不同墩高下桥墩的自震周期、地震下的模态、抗弯承载能力以及抗剪承载能力进行分析研究，并选取一种Y型桥墩对其在正常运营下的整体应力进行分析。　　（4）选取一种Y型桥墩和矩形桥墩计算其抗倾覆安全系数，并与矩形桥墩作比较，利用抗倾覆安全评价指标评价Y型桥墩的抗倾覆能力。

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第一章 绪论

1.1 独柱墩梁桥的概述

1.2 Y型桥墩的发展

1.3 Y型桥墩研究现状

1.4 桥梁地震反应分析方法

1.5 研究意义和主要工作内容

第二章 桥墩分析理论

2.1 反应谱的基本理论

2.2 桥墩承载能力分析理论

2.3 Midas civil 软件简介

第三章 不同上部分叉高度与下部高度比例Z值下的Y型桥墩动力荷载下的受力性能分析

3.1 桥墩竖向荷载求解

3.3 同墩高不同Y桥墩分叉处与下部高度比例下的桥墩受力性能

3.4 本章小结

第四章 分叉角度不同的Y型桥墩动力荷载下的受力性能分析

4.1 不同分叉角度下结构的自震周期

4.2三种不同分叉角度情况下结构的同地震下不同模态分析

4.3 不同分叉角度对桥墩抗弯承载能力的分析

4.4 分叉角度大小对桥墩抗剪承载能力的分析

4.5 本章小结

第五章 墩高变化Y型桥墩动力荷载下的受力性能分析

5.1 墩高下结构的自震周期

5.2三种墩高情况下结构的同地震下不同模态分析

5.3不同墩高桥墩抗弯承载能力的分析

5.4 分叉角度大小对桥墩抗剪承载能力的分析

5.4 Y型桥墩的应力分析

5.5 本章小结

第六章 Y型桥墩的抗倾覆计算

6.1 概述

6.2抗倾覆稳定安全系数的定义及求算方法

6.3 抗倾覆稳定参数影响因素

6.4抗倾覆安全评价指标的确定

6.5 Y型桥墩的抗倾覆能力分析

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

作者简介及读研期间发表论文