爆破震动对大跨径连续刚构桥体系的影响研究

论文摘要

随着爆破技术的广泛推广与应用,爆破震动给桥梁结构带来的安全隐患越来越受到重视,尤其是大型复杂结构,其安全问题更是不容忽视。在众多桥梁结构中,大跨径连续刚构桥体系以其外表简洁、适应性强、施工方便、投资少、效益高等众多优点而得到的青睐,成为现代桥梁的主力军。然而,在爆破地震波作用下大跨径连续刚构桥体系的动力响应问题是一个相对比较新的领域,目前对此方面的研究较少,因此,本论文的选题十分必要。首先,本文就爆破地震波的特点及其研究现状作了介绍和分析,包括爆破地震波与天然地震波的异同、产生机理、传播规律、衰减规律、地震效应的影响因素及其对结构的影响,为研究大跨径连续刚构桥体系在爆破地震波作用下的的动力响应做好铺垫。同时,也借鉴了前辈们在此方面的研究成果,对爆破震波作用下结构的安全判据有了比较全面的认识。其次,介绍了爆破震动理论的发展,从反应谱的基本假定出发,对单自由度体系和多自由度体系的反应谱进行了分析介绍和重要的公式推导,得出了其最大地震作用力和位移峰值的计算方法。并对动态时程理论的发展历程、基本原理、一致激励和非一致激励下结构的运动方程、常用的几种积分方法进行了研究和分析。最后,结合实际工程,在桩-土-结构动力相互作用理论的基础上,建立有限元对比分析模型,分别为考虑桩-土-结构动力相互作用模型和不桩-土-结构动力相互作用模型。用反应谱分析方法和动态时程分析方法进行分析研究,对桥梁有限元模型加载爆破地震波,得出各模型结构的内力和位移响应,在此基础上进行研究对比分析,最终提出在爆破地震波作用下大跨径连续刚构桥的动力响应特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 爆破地震波相关领域的研究现状及存在问题
• 1.2.1 爆破地震波的理论发展
• 1.2.2 爆破震动作用下结构的安全判据的研究
• 1.3 爆破地震波的产生机理及特征
• 1.3.1 爆破地震波与天然地震波的同异
• 1.3.2 爆破地震波的产生机理
• 1.3.3 爆破地震波的传播规律
• 1.3.4 爆破地震波的衰减规律
• 1.3.5 爆破地震效应的影响因素
• 1.3.6 爆破地震波对结构的影响
• 1.4 本文研究的目的和主要内容
• 第二章 桩-土-结构动力相互作用
• 2.1 土与结构动力相互作用的概念
• 2.1.1 基本概念
• 2.1.2 桩-土-结构动力相互作用的理论发展
• 2.2 桩-土-结构动力相互作用的基本理论
• 2.2.1 桩-土-结构动力相互作用的理论研究方法
• 2.2.2 桩-土-结构动力相互作用的模型
• 2.3 结构模型
• 2.3.1 不考虑桩-土-结构动力相互作用的模型分析
• 2.3.2 考虑桩-土-结构动力相互作用的模型分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 爆破震动下结构的动力响应分析理论
• 3.1 反应谱分析理论
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 反应谱分析方法的基本理论
• 3.1.3 反应谱分析方法的地震力计算
• 3.2 动态时程分析理论
• 3.2.1 动态时程概述
• 3.2.2 动态时程分析方法的基本理论
• 3.2.3 动态时程分析方法的地震力计算
• 3.3 本章小结
• 第四章 爆破地震波作用下大跨径连续刚构桥梁体系的响应分析
• 4.1 连续刚构桥梁体系的发展及其受力特点
• 4.1.1 大跨径连续刚构桥的发展历史及现状
• 4.1.2 大跨径连续刚构桥受力特点
• 4.2 工程概况
• 4.3 结构建模
• 4.3.1 模型分析
• 4.3.2 模型结构自振特性分析
• 4.4 结构动力响应分析
• 4.4.1 反应谱的选取
• 4.4.2 模型爆破地震波作用下动力响应
• 4.4.3 动力响应分析
• 4.5 结构动力响应的时程分析
• 4.5.1 时程反应分析的爆破地震输入
• 4.5.2 模型一致激励的时程反应分析
• 4.5.3 动力响应分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢