[碩士]空心板簡(jiǎn)支梁橋地震非線性碰撞研究

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　　[碩士]空心板簡(jiǎn)支梁橋地震非線性碰撞研究　　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：鄭州大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　 隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施的大量興建，使得作為交通樞紐的橋梁結(jié)構(gòu)的抗震防災(zāi)問(wèn)題日益受到重視，眾所周知，在強(qiáng)震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)跨間相鄰梁段可能發(fā)生碰撞災(zāi)害，碰撞將產(chǎn)生巨大的沖擊力，可造成主梁不同程度的損壞，有時(shí)甚至?xí)l(fā)落梁的嚴(yán)重后果。為了減小或盡量避免地震作用下橋跨間的碰撞力作用，應(yīng)選擇與實(shí)際相符的碰撞模擬單元與計(jì)算模型，通過(guò)分析計(jì)算找到碰撞發(fā)生條件、影響因素以及碰撞對(duì)橋梁抗震性能的影響等。本文基于建立的橋梁結(jié)構(gòu)梁段單元?jiǎng)恿Ψ治瞿Ｐ停梅蔷€性接觸單元Kelvin碰撞模型，開(kāi)展了橋梁結(jié)構(gòu)縱向碰撞非線性地震響應(yīng)分析。采用Visual Fortran語(yǔ)言編程，選擇適合不同場(chǎng)地條件和不同峰值調(diào)幅的地震波、同時(shí)考慮橋梁約束情況及相鄰跨徑比的變化等，計(jì)算分析了京珠高速某橋梁結(jié)構(gòu)縱向碰撞地震反應(yīng)，說(shuō)明了開(kāi)展橋梁縱向碰撞地震響應(yīng)分析的必要性。所做的具體工作內(nèi)容如下:　　 (1)首先以空間梁段單元BSE為基礎(chǔ)，建立了考慮空間梁板薄壁結(jié)構(gòu)的梁段單元?jiǎng)恿Ψ治瞿Ｐ?，該模型綜合考慮了橋梁結(jié)構(gòu)的橫向彎扭禍合振動(dòng)、約束扭轉(zhuǎn)變形、橋墩變形和非線性支座對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響等。采用能量原理推導(dǎo)給出了橋梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃?、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣?！　? (2)橋墩選擇空間梁?jiǎn)卧?，支座選擇非線性支座，采用“對(duì)號(hào)入座”法生成橋梁結(jié)構(gòu)總體剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣，通過(guò)運(yùn)用編制的結(jié)構(gòu)頻率模態(tài)計(jì)算程序，結(jié)合工程實(shí)例分析計(jì)算了多工況下橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率和模態(tài)變化.　　 (3)選擇非線性接觸單元Kelvin碰撞模型，并基于非線性支座單元Wen分析模型，考慮輸入四種場(chǎng)地地震波及相應(yīng)峰值調(diào)幅，采用Visual Fortran語(yǔ)言編程計(jì)算了京珠高速某橋梁結(jié)構(gòu)在多工況下的縱向碰撞非線性響應(yīng)，最后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析比較，所得結(jié)論可供橋梁抗震設(shè)計(jì)參考?！　? 由于本文采用的是空間梁段單元建模與編程，該程序具有結(jié)構(gòu)總體自由度少、計(jì)算速度快、計(jì)算精度較高等特點(diǎn)，特別適合大型結(jié)構(gòu)的時(shí)程響應(yīng)分析計(jì)算，經(jīng)算例驗(yàn)證，程序具有較強(qiáng)的通用性與可植入性。

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