论文部分内容阅读
数次地震的灾后调查中发现,主梁与桥台间发生碰撞是中小跨径梁桥的一种典型地震反应。当主梁与桥台发生碰撞时,主梁的位移被桥台限制,碰撞力传递至“桥台-土”体系中,在体系内产生内力,若碰撞力过大,“桥台-土”体系可能会发生塑性形变甚至失效。这种边界条件的突然改变,会在很大程度上影响桥梁的地震反应。因此,对于桥梁抗震设计而言,合理地分析“上部结构-桥台-土”相互作用对全桥地震响应的影响显得尤为重要。基于此背景,本文以某三跨简支T型梁桥为分析对象,针对地震下考虑“桥台-土”动力相互作用的梁式桥碰撞效应展开研究,研究的主要内容和得出的成果有:
(1)根据国内外学者关于地震下“桥台-土”动力相互作用以及“台-梁”碰撞效应的研究,基于OpenSees平台建立某座三跨简支T梁桥的全桥非线性动力分析模型。之后,采用该模型,分“考虑梁体-台背墙碰撞”与否两种工况,对纵向地震下梁式桥的碰撞效应展开研究,分析结果显示:“桥台-土”构成的体系能有效约束主梁的纵向移动,但同时该体系也会承担来自上部结构巨大的撞击力,引起台后填土及桩基础的地震反应明显增长。
(2)通过参数分析,研究了“梁体-台背墙间碰撞刚度”、“梁体-台背墙间伸缩缝宽度”、“桥墩上板式橡胶支座动摩擦系数”以及“梁体-台背墙碰撞位置”等参数对梁式桥碰撞效应的影响。结果显示,以上参数均能影响梁体位移、“桥台-土”体系承担的惯性力等地震反应,但影响程度不一。
(3)考虑到台背墙在地震作用下易发生屈服破坏,故通过ABAQUS软件对水平冲击力下台背墙的破坏模式及力学性能展开研究。分析显示,在水平荷载的作用下,台背墙与台帽连接处会发生断裂失效,其抗拉侧钢筋屈服。此外,降低加载位置、加大桥台背墙厚度均能在不同程度上增大台背墙的屈服荷载及峰值承载力。
(4)考虑到台背墙在地震中出现的损伤可能会对桥梁的碰撞效应造成影响,故对考虑台背墙损伤的上部结构-台背墙碰撞效应展开研究,成果显示:当考虑台背墙的损伤时,“桥台-土”体系分担的地震惯性力有所减小,但主梁的位移响应有所增大。此外,针对可能对梁式桥碰撞效应造成影响的敏感性参数进行参数分析,结果显示,减小梁体-台背墙间伸缩缝的宽度、增大台背墙的屈服力以及降低“台-梁”碰撞位置均能增强“桥台-土”体系对上部结构的限制作用, 但同时该体系会承担较大的碰撞力,引起台后填土及桥台桩基础的地震响应出现不同程度的增长。
(1)根据国内外学者关于地震下“桥台-土”动力相互作用以及“台-梁”碰撞效应的研究,基于OpenSees平台建立某座三跨简支T梁桥的全桥非线性动力分析模型。之后,采用该模型,分“考虑梁体-台背墙碰撞”与否两种工况,对纵向地震下梁式桥的碰撞效应展开研究,分析结果显示:“桥台-土”构成的体系能有效约束主梁的纵向移动,但同时该体系也会承担来自上部结构巨大的撞击力,引起台后填土及桩基础的地震反应明显增长。
(2)通过参数分析,研究了“梁体-台背墙间碰撞刚度”、“梁体-台背墙间伸缩缝宽度”、“桥墩上板式橡胶支座动摩擦系数”以及“梁体-台背墙碰撞位置”等参数对梁式桥碰撞效应的影响。结果显示,以上参数均能影响梁体位移、“桥台-土”体系承担的惯性力等地震反应,但影响程度不一。
(3)考虑到台背墙在地震作用下易发生屈服破坏,故通过ABAQUS软件对水平冲击力下台背墙的破坏模式及力学性能展开研究。分析显示,在水平荷载的作用下,台背墙与台帽连接处会发生断裂失效,其抗拉侧钢筋屈服。此外,降低加载位置、加大桥台背墙厚度均能在不同程度上增大台背墙的屈服荷载及峰值承载力。
(4)考虑到台背墙在地震中出现的损伤可能会对桥梁的碰撞效应造成影响,故对考虑台背墙损伤的上部结构-台背墙碰撞效应展开研究,成果显示:当考虑台背墙的损伤时,“桥台-土”体系分担的地震惯性力有所减小,但主梁的位移响应有所增大。此外,针对可能对梁式桥碰撞效应造成影响的敏感性参数进行参数分析,结果显示,减小梁体-台背墙间伸缩缝的宽度、增大台背墙的屈服力以及降低“台-梁”碰撞位置均能增强“桥台-土”体系对上部结构的限制作用, 但同时该体系会承担较大的碰撞力,引起台后填土及桥台桩基础的地震响应出现不同程度的增长。