【博士】大跨橋梁多維多點地震反應分析研究【2008】

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：大連理工大學　　學位年度： 2008年　　理論研究和震害經(jīng)驗都表明，地震是復雜的多維多點運動。多維指的是地震動包括三個平動和三個轉(zhuǎn)動分量：多點，又稱為非一致激勵或者地震地面運動的空間變化等，指的是結(jié)構(gòu)各支承如果相距較遠，所承受的地震地面運動一般是不同的，包括行波效應、部分相干效應和局部場地土效應等。對于大跨橋梁，研究其在多維多點地震作用下的反應特性具有重要的現(xiàn)實意義。本文對多維多點地震動輸入，曲線橋多維地震反應分析，多維多點反應譜法及大跨斜拉橋地震反應特性，高墩大跨曲線連續(xù)剛構(gòu)橋多維多點地震敏感參數(shù)分析以及多維多點地震動對減、隔震橋梁的影響分析等五個方面進行了研究，完成了以下主要研究內(nèi)容：　　(1)提出一種基于小波變換的擬合規(guī)范反應譜的多維地震動模擬算法。該方法基于已有的三維實際地震動利用小波變換修正擬合反應譜得到三維人造地震動時程曲線。求解過程中引入快速小波變換法，大大減少了計算量。另外，研究了多維多點的隨機模型，針對以往研究中未考慮多點地震動不同點不同地震動分量之間相干性的問題，利用SMART．I臺陣的地震記錄，分析了其相干函數(shù)的值的范圍，研究表明：不同點不同地震動分量之間的相干性較弱，隨頻率的變化趨勢不明顯，可假定為常數(shù)。最后，給出了多維多點人工地震動時程記錄模擬的方法。　　(2)針對曲線橋這種不規(guī)則結(jié)構(gòu)，研究了其在單維以及多維地震時程反應分析時的主方向問題，推導給出了多維地震時程分析主方向的求解公式。利用本文方法，僅通過兩次時程分析就可以很方便的求得單維和雙向地震動作用下曲線橋地震反應的主方向，大大減少了計算量。最后，對比分析了SUM法、SRSS法以及百分比準則等組合方法的準確性。研究結(jié)果表明，采用各種組合方法不一定能得到保守的結(jié)果，建議對關(guān)鍵部位的內(nèi)力和位移沿最不利角度輸入進行計算?！　?3)將Kiureghiall給出的MSRS多點反應譜方法推廣至多維多點領(lǐng)域，利用MATLAB編寫了大跨橋梁多維多點反應譜法的程序，研究了大跨斜拉橋在多維多點地震作用下的反應特性。研究結(jié)果表明，豎向多點地震反應分析對斜拉橋放大作用最大，縱向多點地震反應分析次之，橫向多點地震反應分析影響最小；相比行波效應的影響，部分相干效應的影響較小，初步設計時可不考慮；另外，擬靜力效應對橋梁內(nèi)力影響有限；不考慮同一點和不同點不同分量之間的相干性對斜拉橋可能造成不安全的估計。由此給出了斜拉橋考慮多維多點地震反應的簡化方法。最后，提出利用遺傳算法求出多維多點反應譜法參數(shù)變化時的最大值，用于抗震設計以保證結(jié)構(gòu)的安全。　　(4)對高墩大跨徑曲線連續(xù)剛構(gòu)橋和高墩大跨徑直線連續(xù)剛構(gòu)橋在多維多點地震激勵下的響應特征進行對比研究，分析了由于“彎”對剛構(gòu)橋抗震性能帶來的影響；然后深入研究了橫系粱的設置、橋墩高度、橋梁跨數(shù)等敏感參數(shù)對橋梁抗震性能的影響。研究表明：“彎”的效應可放大主梁的地震響應，而對主墩地震響應影響較??；在滿足穩(wěn)定性的條件下不設系粱或者少設系梁對地震響應有利；橋墩越高對地震響應一般更有利；跨數(shù)增加對橋梁主墩地震響應并不敏感；多維多點地震效應可減小主墩的地震響應，面較大的放大主梁的地震響應?！　?5)利用SIMULINK仿真工具箱建立了橋梁在多維多點地震激勵下的減震控制分析模型。研究了曲線橋在多維多點地震激勵下的半主動控制分析，重點探討了多維多點縫震激勵以及地震輸入的不同強度對結(jié)構(gòu)減震效糶的影響規(guī)律。研究結(jié)果表嚷，多維多點地震激勵對結(jié)構(gòu)的減震效果影響顯著，可能顯著降低橋梁的預期減震率。激勵角度和多點激勵效應是相互耦合的。建議在確定半主動控制系統(tǒng)的參數(shù)時，應考慮多維多點地震激勵的影響，并在激勵角度沿著曲線橋弦向方向輸入時進行設計，以保證結(jié)構(gòu)的控震效果。此外，利用非線性時程分析法對鉛芯橡膠支座隔震橋梁在多點地震激勵下的反應規(guī)律進行了探索。研究了行波效應、部分相干效應以及局部場地±效應對體系的影響規(guī)律。研究表明，采用傳統(tǒng)的一致激勵假設，可能低估橋梁的響應；三種影響因素中，局部場地土條件的差異影響最大，行波效應次之，部分相于效應的影響最小?！　?

專題推薦

• · 橋梁博士
• · 多點頂推SSY法
• · 多點同步頂升技術(shù)

培訓課程

• · 施工技能課程五折，機不可失
• · 【預售】施工前期必備技能
• · 道路路基施工必備知識
• · 市政施工基礎入門培訓
• · 施工識圖讀圖，這些要掌握!