桩土相互作用对斜拉桥地震响应影响分析

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:fengying
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大量的研究表明桩土相互作用对桥梁的动力特性及地震响应都有较大影响,因此不可忽略其影响,但不同桩土相互作用计算模型所得到的计算结果差异有多大、采用一些简化的桩土相互作用计算模型会引起多大的计算误差等一些对工程设计具有重要意义的问题并没有得到很好解决,还需要注意的是桩土相互作用模型不仅对全桥地震响应有重要影响,更对桩本身的地震响应有很大影响。因此本文将重点研究这些问题,通过比较不同桩土相互作用模型计算结果,研究不同桩土相互计算模型导致的桥梁地震响应结果的主要差异是什么,有多大,为工程抗震设计计算提供参考。此外,阻尼的计算方法也会对桥梁地震响应结果产生影响,通过比较不同的阻尼计算方法的计算结果,研究不同的阻尼计算方法导致的桥梁地震响应结果的主要差异是什么,为桥梁的抗震设计和安全验算提供参考。本文以白沙镇长江大桥(200m+520m+200m混合梁斜拉桥)为工程背景,建立其有限元模型,得出以下研究结论:
  (1)由于结构自身构造特点,大跨径塔梁墩固结体系斜拉桥基本振型与一般大跨径斜拉桥有很大不同,考虑地基弹性约束得到的依托工程一阶自振周期为5.67s,基本振型为主塔横桥向对称振动。塔梁墩固结后,桥梁顺桥向刚度显著提高,顺桥向自振周期也大大减小,本文依托工程的顺桥向一阶自振周期减小到2.5s。
  (2)通过改变地基对基础的约束刚度(完全刚性约束、不同大小弹性约束),研究了地基约束刚度对大跨径塔梁墩固结斜拉桥自振周期的影响。研究发现,当地基刚度在一定范围内变化时,地基约束强弱对全桥前几阶自振周期的影响较小,例如本桥按地基刚性约束和弹性约束计算得到的一阶自振周期最大相差仅2.4%。
  (3)对于塔梁墩固结斜拉桥,其地震响应存在以下特点:一是由于主梁与塔墩固结,主梁的顺桥向地震力主要由两个主塔承担,主塔内力在塔梁固结处存在较大突变,二是由于构造特点,横桥向主梁地震力由各墩共同承担。三是塔梁固结后,地震作用下主梁及塔顶的顺桥向位移大大减小,但由于上塔柱刚度较弱,塔顶横桥向位移较大,这点在桥梁抗震设计时需要特别注意。
  (4)通过对分层土弹簧模型和集中土弹簧模型全桥的地震响应比较,发现两种桩土相互作用模型对桥梁地震响应的影响存在部分差异,其中:在动力特性、主塔内力、塔顶位移方面二者结果比较吻合,在部分辅助墩内力、边跨主梁内力方面存在一定误差。总体来说,两种模型计算结果较为接近,均可用于实际工程抗震分析。
  (5)采用时程分析法,对桩身受力进行了研究,研究发现:与双向地震输入相比,在三向地震输入主要对桩的轴力产生影响,因此在计算桩基础弯矩剪力响应值时可仅考虑双向地震输入;桥梁桩基础在地震作用下桩顶部分受力最大,随着土层深度的增加内力整体呈逐渐减小趋势,最终归于0。
  (6)采用X-TRACT软件计算桩顶截面的弯矩曲率曲线,通过比较不同位置桩的屈服弯矩,发现群桩基础中其外围桩基的屈服弯矩要小于里层桩基的屈服弯矩,二者屈服弯矩相差可达30%,可见群桩基础中的外围桩在地震作用下更易先屈服。
  (7)通过改变桩侧土体选取范围,研究了参震土质量对桥梁地震响应影响。研究发现:参震土质量会对桥梁桩基础受力产生影响,随着参震土范围增大桩身受力也会变大,但大于一倍桩径(2.8m)范围以后的参震土质量对桩顶受力影响逐渐减弱。对于桥梁上部结构而言,不同范围参震土对桥梁上部结构内力的影响误差均在10%左右,可见在进行桥梁上部结构抗震分析时,出于简单考虑可不计其影响。
  (8)通过计算依托工程的地震响应,比较了采用不同阻尼计算模式(振型阻尼、瑞利阻尼、基于应变能理论的振型阻尼)时对其地震响应的差异,结果表明:不同的阻尼计算模式对桥梁各构件的地震响应结果有比较大的影响。对于主塔墩的内力和位移、主梁跨中内力而言,三者结果是比较吻合,误差均在10%,但对于辅墩内力、主梁边跨内力而言,三者存在差异,部分结果误差可达30%以上。
其他文献
帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是多发于中老年人的第二大神经退行性疾病,病理特征是黑质致密部多巴胺能神经元的丢失,以及路易小体(Lewy bodies, LBs)的存在。临床上,该病的特征表现为动作缓慢、僵硬及静止性震颤等,病因尚未完全清楚,可能是年龄老化、环境因素、遗传因素等共同作用所致。小胶质细胞是脑内介导炎症的主要效应细胞,其可被β-淀粉样蛋白(β-amyloidp
学位
补体系统是古老的防御系统,是机体固有免疫的重要组成部分。无论是经典途径、旁路途径或是凝集素途径的补体分子活化,均可通过补体的末端效应序列组装成膜攻击复合体(MAC),MAC为中空的C9聚合体,含有MACPF结构域,其插入病原体的脂质双层膜,造成病原体死亡,这是机体防御机制中最有效的一环。至今为止,七鳃鳗中未有类似高等脊椎动物C9同源分子的报道。因此,本论文基于雷氏七鳃鳗基因组数据鉴定含有MACPF
雨生红球藻(Haematococcus Pluvialis)是一种生活在淡水环境中的单细胞绿藻,当周围的环境不利于其生长时,细胞可通过积累虾青素抵御不良环境。虾青素,又称虾红素,是一种天然的具有极强的抗氧化性的萜类物质,可广泛应于日常生活中,比如:食品,饲料,药品,保健品,化妆品以及商品染色等领域中。由于雨生红球藻是获取天然生产虾青素的优良材料,所以雨生红球藻备受广大探究虾青素制备的学者以及各生产
七鳃鳗作为最古老的无颌类脊椎动物,是研究脊椎动物起源进化的模式动物。近些年有关七鳃鳗免疫系统、进化发育学等领域越来越引起研究者的关注。本研究以日本七鳃鳗作为研究对象,利用高通量测序技术,对灿烂弧菌和副溶血弧菌感染后的日本七鳃鳗白细胞进行转录组测序,挖掘其抗菌免疫应答过程中的重要基因和相关通路,为揭示日本七鳃鳗在弧菌胁迫下的免疫应答过程和抗菌机制提供理论基础。本研究主要结果如下:  1.利用高通量测
七鳃鳗属于无颌类脊椎动物,是现存最古老的脊椎动物代表,素有“活化石”之称。众多学者认为七鳃鳗是脊椎动物胚胎发育、器官分化、分子进化及适应性免疫起源研究的重要模型。在发育生物学研究中七鳃鳗为神经嵴、外胚层的基板以及有颌类脊椎动物重要特性的起源和进化提供了重要证据,是研究脊椎动物进化和发育的动物模型。七鳃鳗基因组中存在一些与人类神经障碍有关的基因,包括阿尔茨海默症、帕金森症和脊髓损伤,这意味着七鳃鳗可
学位
弦支穹顶作为一种新型复合空间结构形式,因结构效能高、施工方便而在大跨空间结构中应用广泛,但张拉环索时不可避免存在预应力摩擦损失,降低了结构的承载性能,甚至威胁结构的安全性。论文针对弦支穹顶结构索撑节点处的摩擦系数随机变化特征,基于概率统计学,从摩擦系数的取值方法,随机摩擦在结构整体中的精确模拟及其对结构性能的具体影响规律方面开展了系统研究。本文的主要研究工作如下:  (1)基于弹塑性力学和有限元理
学位
高低塔斜拉桥通常是由于通航及地形等边界条件的限制而采用的适应性桥型方案。当斜拉桥采用墩、塔、梁刚结构造时,形成固结体系斜拉桥,有利于悬臂施工的优势,但在地震动作用下,该桥型上部结构水平力直接传递至下塔柱使其弯、剪受力,因此需注重抗震设计,加强构造措施。故本文以重庆水土嘉陵江大桥为工程依托,针对其在不同影响参数下进行地震响应分析研究,主要从以下几个方面进行研究:  (1)针对高低塔斜拉桥具有非对称性
地铁具有运量大、便捷、污染少的特点,并且运营过程中准时快速,因此逐渐成为政府解决城市交通拥堵的重要措施之一。在城市地铁施工过程中,地铁车站往往具有断面大,浅埋,施工难度大,施工力学性能复杂,施工周期长的特点。本文以重庆地铁9号线五里店地铁车站为依托工程,总结了地铁车站常用工法的特点,并结合设计采用的双侧壁导坑法,分析设计参数对施工的影响,结合现场实际情况提出双侧壁导坑法快速施工工法,并对其施工参数
学位
在城市现代化公路桥梁的建设项目中,出现了梁拱组合连续刚构桥这一新兴桥型。其主要思路是对箱梁根部腹板进行挖空,使上弦主梁趋于梁结构受力,下弦主梁趋于拱结构受力。该桥型形式美观,结构轻盈,有望克服常规连续刚构桥的下挠和开裂问题,增强桥梁的跨越能力。故本文以重庆礼嘉大桥为依托背景工程,针对梁拱组合刚构桥结构设计和受力特点,主要从以下几个方面进行设计参数的研究:  (1)依托背景工程,利用Midas/Ci
随着交通不断发达,越来越多的桥梁是为了跨越铁路、高速路和城市道路而修建,而顶推施工法正好具备不影响桥下通行、受场地限制影响小等优点,所以顶推施工在桥梁建设中的应用越来越广泛。然而,大多数学者对于桥梁顶推施工的研究主要集中在较小跨径的等截面梁桥中,对大跨径变截面梁桥的顶推研究较少。近几年,顶推施工也逐渐出现在大跨径变截面梁桥的修建中,针对目前该类桥梁顶推施工工艺复杂,施工技术难度大,临时墩水平推力较