大跨高墩连续刚构铁路桥地震反应的分析

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1、西南交通大学硕士学位论文大跨高墩连续刚构铁路桥地震反应分析姓名：万明申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：魏建东20090301西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要近年来，随着我国桥梁工程的迅速发展，桥梁的跨度越来越大，桥塔越来越高，体系也越来越柔，这对大跨度桥梁的抗震研究提出了许多新的课题。进行桥梁抗震设计及抗震性能评价，必须要清楚桥梁在强震中的动力响应特点，尤其是对一些复杂的、重要的桥梁，如高墩、大跨桥梁。大跨度桥梁动力特性很复杂，而且它们一般都具有较长的自振周期，对于这些中长周期结构，研究强震持续时

2、间对其地震反应的影响，有益于认识此类结构的地震反应特点和提高其抗震能力。本文在简述地震反应分析的基本理论的基础上，以清河沟特大铁路桥为工程实例，对连续刚构桥进行了地震反应谱分析和时程分析。主要研究内容包括：1、建立了3种动力学计算模型，考虑了墩底固接、桩一土相互作用以及基础和地基的弹性连接，分别分析了其动力特性。2、对每种模型进行反应谱分析和一致激励下地震时程反应分析，并分别输入不同波速的地震波，进行了行波效应分析。3、分析了选择不同的地震波对时程分析的影响，并指出了解决的方法。4、通过计算，考察了竖向地震动对结构地震

3、反应的影响。通过以上分析，得到了一些结论，主要包括：(1)桩—土相互作用和弹性地基效应降低了结构的自振频率，增大了其位移反应，说明常规设计建模中考虑墩底固接是偏于安全的。(2)对比反应谱结果，一致激励时程分析得到的结果有增有减，结构设计时宜按较大值进行控制设计。(3)考虑行波效应后，结构的内力和位移随波速的不同而增大或减小，没有一般的规律性，设计时应根据实际场地情况，选择相应的地震波波速进行地震反应分析。期望以上结论能对同类桥梁的抗震设计提供参考。关键词：刚构桥；地震反应；反应谱；时程分析；行波效应西南交通大学硕士研究

4、生学位论文第1I页AbstractInrecentyears，withthedevelopmentofbridgestructure，thespanbecomeslonger,theheightofpierbecomeshigherandhigher．andframeworkbecomesmoreandmoreflexible，whichpresentsmanynewproblemsinthestudiesontheaseismicdesignoflong．spanbridge．Inseismicdesignandse

5、ismicassessmentofbridges，itisnecessaryforUStounderstanddynamicresponsesofbridgesunderstrongearthquakes，especiallytheresponsesofbridgeswithhighpiersorlongspan．dynamiccharacteristicoflong—spanbridgeswithlongnaturalperiodisverycomplicated．Tostudytheinfluencesofdura

6、tionofstrongearthquakesonstructurescanhelpUScomprehendtheresponsesofstructuresandimprovetheirseismiccapacity．Inthisthesis，takingQinghegouBridgeastheresearchobject，basedonthebasictheoryoftheseismicresponseanalysis，twomethodsincludingresponsespectrumandtime—histor

7、yanalysisofearthquakeareappliedtoacontinuoUSrigid．framedbridge．Themaincontentinthisthesisincludes：1．Establishingthreecalculationmodelsofthebridge；consideringtheinfluenceofthepile．soilinteractionanddifferentfoundation；analyzingthedynamiccharacteristicsofthethreem

8、odelsrespectively．2．Theseismicresponseofthefourmodelswereanalyzedbyresponsespectrumanddynamictime—historyanalysismethods．Bychangingthespeedoftheearthquakewave，thetrav