高墩桥梁结构地震反应特性研究

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1、⑨申请同济大学工学硕士学位论文高墩桥梁结构地震反应特性研究(973国家重点基础研究发展规划项目基金资助项甘：2002CB412709)培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程桥梁与隧道工程魏朝柱孙利民教授2005年6月摘要随着西部人开发战略的实腌，西部省区建设了相当数量的高墩桥梁。高墩桥梁是两部地区生命线—F程的重要组成部分，跨越深谷的高墩桥梁结构比较特殊，高、底墩落荠大，往往是矮墩在山头，高墩在深谷，深谷两侧番墩处地质条件复杂，地貌特殊。目前，该类桥梁抗震设计仍无规范可循，而其地震分析的合理方法是要考虑地震动的空间变化。阁此，本文

2、围绕高墩桥梁结构多点激励响应展开】：作。本文主要研究工作如F：1)在搜集14座高墩桥例后，总结了西部山区高墩桥梁结构的构造特点。2)比较了一致输入和非一致输入运动方程的差别。在查阅大量国内外文献的基础上，总结并简要评述了多点激励地震响应的分析方法，主要包括：DerKiureghian和Neuenhofer提出的多支承激励反应谱法；Heredia—Zavoni和Vanmarcke提出的简化的组合法：Yamamura和Tanaka提山的一种近似考虑多点非一致激励效应的反应谱法；Berrah和Kause]提山的修正系数法；以及林家浩提出的虚拟激励法。3)对人1_合成

3、的地震波加速度时程和位移时程进行了比较和反应谱分析，多点激励地震波加速度数值积分中存在“漂移”问题，这种“漂移”在多点激励地震响应中会产生虚假内力。为此，对Msc．Nastraa软件计算多点激励问题提出建议。4)介绍了Msc．Nastran软件在多点地震激励反应分析中的算法，以及程序分析流群。5)采用人工合成多点激励地震波，对朱昌河特大桥进行顺桥向、横桥向、竖向和三向的一致和非一致地震激励时程响应分析，得到响应区别，通过振型分解法，引入各支承点地面加速度加权平均的概念，根据反应谱值的大小初步分析了产生该差别的原因。6)采用日本规范的标准地震波对算例桥梁横桥向进

4、行了时程响应分析．得到左右两幅桥的主梁(4cm间距)发生碰撞的地震波峰值加速度为71．79al。调整加速度峰值，将各墩计算结果与采用UCFiber计算的有效屈服弯矩进行了比较，初步了解到4、5号上薄壁墩在地震波峰值加速度达136．359al时屈服。【关键词】高墩桥地震反应时程分析多点、激励人工地震波Abstrac!ABSTRACTWiththewestdevelopmentstrategycarryingoutinChina，manyhighpierbridgeswereconstructedinwestprovinces．Highpierbridges，st

5、eppingoverdeepvalleyasamajorpartoflifelineengineeringinwesternarea，haveunusualstructuralproperties，suchashavinglargedifferenceinelevation，havingshortpierslocatingathilltopandhighpierslocatingatvalley．Andthat，bothsidesofvalleyhavecomplexgeologyandspecialgeomorphology．Atthepresenttime

6、，seismicanalysisaboutthesekindsofbridgesisout-of-codes．Theproperseismicanalysismethodshouldtakespatiallyvaryinggroundmotionsintoaccount．Sotheresearchabouthighpierbridgeswithmultiple-supportexcitationsiscarriedout．Thefollowingworkshavebeendoneinthisdissertation：1)Aftercollectingfourt

7、eenhighpierbridgecases，structurecharacteristicsorhighpierbridgesinmountainousareawereconcluded．2)Themotionequationsdifferencewerecomparedbetweenuniformexcitationsand／ion—uniformexcitations．Basedonfullunderstandingofrelatedliteraturesontheissue，multiple—supportexcitingseismicarialysi

8、smethodsweresummari