基于纖維模型的高墩連續(xù)剛構(gòu)橋地震響應(yīng)分析.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高墩連續(xù)剛構(gòu)橋在我國得到了很大的發(fā)展，西部地區(qū)的初步調(diào)查表明：在已建成及正在設(shè)計(jì)規(guī)劃中的高等級(jí)公路中，墩高超過30m的高墩橋梁占橋梁總數(shù)的40％以上，而目前的《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/TB02-01-2008)只適用于跨徑不超過150m，墩高不超過30m的橋梁。同時(shí)，我國是個(gè)地震多發(fā)的國家，橋梁是交通生命線的樞紐工程，2008汶川地震中橋梁破壞對(duì)災(zāi)區(qū)救援和災(zāi)后重建造成極大困難。因此，對(duì)高墩大跨度橋梁在地震作用

2、下的反應(yīng)展開分析具有重要的意義。 合理的結(jié)構(gòu)分析模型、地震動(dòng)的輸入以及結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，是結(jié)構(gòu)抗震三個(gè)主要問題。本文基于纖維模型的高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋有限元模型，在此基礎(chǔ)上，研究了空間變異性對(duì)該橋地震響應(yīng)的影響，主要工作及成果如下： 1.基于材料本構(gòu)模型的鋼筋混凝土桿件纖維模型，是分析結(jié)構(gòu)非線性問題的一種理想方法，本文基于纖維模型編制的THUFIER程序的基礎(chǔ)上建立了高墩的有限元模型，并對(duì)纖維模型的原理及各參數(shù)取值進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹

3、。 2.良好的地震動(dòng)描述是結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)，本文研究了兩種生成多點(diǎn)人工地震動(dòng)的方法。一種是基于互功率譜的多點(diǎn)地震動(dòng)模擬，另一種是基于反應(yīng)譜擬合的多點(diǎn)地震動(dòng)的模擬，對(duì)模擬過程中所用參數(shù)進(jìn)行了討論，并給出了兩個(gè)模擬實(shí)例。 3.對(duì)長(zhǎng)大結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析中的多點(diǎn)輸入問題及實(shí)現(xiàn)方法的研究。本文主要研究和討論了加速度輸入與位移輸入多點(diǎn)激勵(lì)動(dòng)力平衡方程式的實(shí)際應(yīng)用，并對(duì)大質(zhì)量方法進(jìn)行了介紹，給出了大質(zhì)量方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟、實(shí)現(xiàn)過程中的參數(shù)

4、取值。 4.分析了地震動(dòng)的空間變異性對(duì)高墩連續(xù)剛構(gòu)橋地震反應(yīng)的影響，并對(duì)多點(diǎn)激勵(lì)下高墩連續(xù)剛構(gòu)橋反應(yīng)與一致激勵(lì)下高墩連續(xù)剛構(gòu)橋反應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)行波效應(yīng)對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋影響顯著：(2)部分相干效應(yīng)影響不明顯：從而說明高墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)要適當(dāng)考慮行波效應(yīng)的影響，可以忽略部分相干效應(yīng)。 5.一維及二維地震動(dòng)對(duì)高墩連續(xù)剛構(gòu)橋地震響應(yīng)的影響做了分析，結(jié)果表明：二維地震動(dòng)輸入時(shí)的縱橋向位移及內(nèi)力與一維輸入時(shí)大致相等；橋