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[碩士]爆破地震波作用下斜拉橋的動力響應(yīng)
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[碩士]爆破地震波作用下斜拉橋的動力響應(yīng) 學(xué)科專業(yè):橋梁與隧道工程 授予學(xué)位: 碩士 學(xué)位授予單位:長安大學(xué) 學(xué)位年度:2011 爆破震動下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)是一個極其復(fù)雜的問題,它不但與爆破強度、爆源與結(jié)構(gòu)物的距離(爆心距)有關(guān),而且與振動的傳播介質(zhì)、承受振動的結(jié)構(gòu)物本身的動力特性等有直接關(guān)系。爆破震動的結(jié)構(gòu)響應(yīng)因其影響因素很多,很難用數(shù)值方法進行模擬,目前,工程界基本上還是依據(jù)試驗觀測,相關(guān)的研究非常有限,受研究手段和方法的限制,無論在深度還是廣度上都顯得較為膚淺和粗糙。然而隨著爆破工程在交通運輸建設(shè)上的廣泛應(yīng)用,非常有必要對作為重要交通設(shè)施的橋梁結(jié)構(gòu)的爆破震動響應(yīng)進行深入的研究。 本文以斜拉橋作為研究對象,針對其爆破震動響應(yīng)情況進行了研究??紤]到地基一樁礎(chǔ)一橋梁結(jié)構(gòu)的振動的密切關(guān)系,本文在分析研究中考慮它們之間的動力相互作用,將樁土效應(yīng)作為主要的考慮因素,建立了實例結(jié)構(gòu)的三個有限元模型,結(jié)合斜拉橋動力特性及動力分析方法等研究現(xiàn)狀,分別采用反應(yīng)譜以及動力時程分析方法,對斜拉橋結(jié)構(gòu)進行了相關(guān)的爆破地震響應(yīng)分析,并在此基礎(chǔ)上對斜拉橋在爆破地震作用下的破壞形式進行了討論,提出了結(jié)構(gòu)震害的防護措施。本文的主要工作和研究成果包括以下幾個方面: l、概述了爆破地震波的形成、種類、基本特性、傳播規(guī)律、影響因素等基本理論;介紹了結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析的理論基礎(chǔ),給出了單自由度體系和多自由度體系動力分析的基本公式和計算方法,分析了爆破震動的結(jié)構(gòu)響應(yīng)計算方法,著重研究了反應(yīng)譜法和時程分析的基本理論?! ? 2、對土一基礎(chǔ)一橋梁結(jié)構(gòu)之間的動力相互作用問題進行了介紹,詳細研究了有限元分析中樁土的建模方法,在此基礎(chǔ)上提出了本文考慮樁土效應(yīng)的結(jié)構(gòu)有限元建模方法,并對其數(shù)據(jù)計算和軟件應(yīng)用進行了實踐?! ? 3、運用midas程序分別對文中的塔梁固結(jié)體系斜拉橋建立了三種計算模型,隨之進行了結(jié)構(gòu)的自振特性分析,得出了樁土效應(yīng)對本橋自振特性的影響?! ? 4、考慮樁土效應(yīng),結(jié)合反應(yīng)譜分析方法和CQC振型疊加方法,探討了4種抗爆地震設(shè)計反應(yīng)譜作用下斜拉橋的主梁位移、塔頂偏位、主梁內(nèi)力、索力等的響應(yīng)規(guī)律,并與未考慮樁土效應(yīng)的結(jié)果進行對比,研究地基一樁基一結(jié)構(gòu)之間的動力相互作用對結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。 5、應(yīng)用實測爆破震動時程曲線對本文建立的三個模型進行了爆破地震動力時程分析,并與反應(yīng)譜分析結(jié)果進行了比較,得出了結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力響應(yīng)的差異。 6、對斜拉橋在爆破地震作用下的破壞形式進行了總結(jié)和分析,提出了一些行之有效的主動、被動防護措施。
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