大跨橋梁在地震及列車豎向荷載作用下動力響應(yīng)分析.pdf

1、橋梁作為生命線工程的一個(gè)重要組成部分,其抗災(zāi)害能力尤為重要。歷次地震中橋梁的大量破壞,使得橋梁的抗震問題受到廣泛關(guān)注。但在近些年的大地震中,一些按照現(xiàn)有抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的現(xiàn)代橋梁震害仍然十分突出,表明橋梁的抗震設(shè)計(jì)理論和方法還需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。在橋梁的抗震計(jì)算中,單獨(dú)考慮多點(diǎn)激勵(lì),地形效應(yīng),土-結(jié)構(gòu)動力相互作用都不能全面的了解全橋的整體抗震性能,構(gòu)建考慮包括以上諸多因素作用的整體計(jì)算模型對全橋動力響應(yīng)進(jìn)行分析很有必要。同時(shí),地震作用下

2、車橋耦合的動力響應(yīng)問題常被分為地震和列車荷載作用下橋梁的動力響應(yīng)問題和車-橋耦合振動問題這兩個(gè)獨(dú)立的方面,并在車-橋耦合振動問題中通常忽略地基下部結(jié)構(gòu)對車-橋系統(tǒng)的影響。因此有必要對地基-橋梁-列車荷載聯(lián)系起來進(jìn)行統(tǒng)一的整體研究。本文針對這種情況,在前人研究的基礎(chǔ)上主要完成了以下工作。
　　 1.基于粘彈性人工邊界理論,結(jié)合橋梁、鐵路等工程中的多振源問題,給出了多源集中粘彈性人工邊界；算例表明,無論是對內(nèi)源問題還是外源問題,該邊

3、界在計(jì)算多源問題時(shí)與粘彈性邊界相比具有較高的精度。在外源問題的計(jì)算中,地震波輸入通過在人工邊界上施加等效荷載的方法來實(shí)現(xiàn)。多源集中粘彈性人工邊界的引入,為橋梁抗震中地震動的多點(diǎn)輸入奠定了基礎(chǔ)。
　　 2.基于多源集中粘彈性人工邊界條件下地震動的等效力輸入方法,建立了二維空間內(nèi)包括地基土體在內(nèi)的能同時(shí)考慮地形效應(yīng)、土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的橋梁整體分析計(jì)算模型,對一座5跨連續(xù)梁橋在地震P、SV波斜入射下的動力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析;指出了

4、橋梁抗震中考慮地形效應(yīng)、土-結(jié)構(gòu)動力相互作用及地震波入射角度的必要性,為該類橋梁抗震分析提供了依據(jù)。
　　 3.基于多源集中粘彈性人工邊界條件,結(jié)合波動理論和介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系,推導(dǎo)了三維模型中地震P、SV波斜入射的等效力輸入公式,建立了包括地基土體在內(nèi)的能同時(shí)考慮地形效應(yīng)、土-結(jié)構(gòu)動力相互作用的三維整橋分析模型,對一座4跨連續(xù)剛構(gòu)橋在地震P、SV波斜入射下的動力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析；并通過改變橋梁參數(shù)對其在地震作用下的敏感性進(jìn)行了分