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1、 高墩桥梁论文：基于OpenSees的高墩桥梁三维地震碰撞效应研究【中文摘要】近年来的桥梁震害表明,强地震作用下,高墩桥梁地震碰撞破坏现象十分显著。由于地震碰撞机理复杂,且会对高墩桥梁造成很大影响,致使梁端、桥台或挡块等开裂,支座破损失效甚至落梁,因此有必要对高墩桥梁地震碰撞问题以及防地震碰撞措施进行研究。本文在阅读总结大量文献的基础上,对高墩桥梁地震碰撞效应进行了详细地分析研究,并初步探讨了防地震碰撞措施。主要研究内容如下:1.三维接触摩擦碰撞模型实现与验证。利用OpenSees的二次开发功能,编制三维接触摩擦碰撞单元程序,通过简单算例对其进行数值验证。2.高墩桥梁三维地震碰撞效应分析。基于
2、OpenSees建立某高墩桥梁三维非线性有限元模型,进行一致激励和考虑行波效应的多点激励地震动作用下的高墩桥梁三维地震碰撞反应分析,分析了高墩桥梁分别在一致激励和考虑行波效应的多点激励下,不同地震动作用下的反应规律,并着重对比分析两者的地震碰撞效应异同及其影响规律。结果发现:高墩桥梁的地震反应与其固有动力特性以及地震动的频谱特性密切相关,地震动的主要周期越接近桥梁的自振周期,其碰撞反应和桥梁反应就越大;行波效应放大了地震碰撞反应,同时对桥墩墩底受力产生不利影响,加剧其破坏,.【英文摘要】Bridge damages in recent years show that under strong
3、ground motion excitations, the phenomenon of seismic collision damage of high-pier bridge is very significant. it is essential to study the seismic collision of high-pier bridge and the measures of anti-seismic collision beacause of complex seismic collision mechanism and causing deck beams end crac
4、ked, abutment cracked or block cracked,bearing damage or failure,bent falling caused by seismic collision.This article analyzes the seismic collision effe.【关键词】高墩桥梁 三维接触摩擦碰撞单元 OpenSees 行波效应 阻尼器【英文关键词】high-pier bridge 3D contact friction model OpenSees traveling wave effect damper【目录】基于OpenSees的高墩桥梁三
5、维地震碰撞效应研究摘要5-6ABSTRACT6-7第一章 绪论10-241.1 选题背景及意义10-121.2 桥梁地震碰撞问题的研究现状12-141.3 碰撞模型14-201.3.1 碰撞动力学法15-161.3.2 接触单元法161.3.3 接触单元模型16-201.4 多维多点地震动输入20-221.6 本文的内容安排22-24第二章 三维接触摩擦碰撞单元实现与验证24-362.1 三维接触摩擦碰撞单元24-262.2 OpenSees 简介26-272.3 三维接触摩擦碰撞单元的实现27-342.4 小结34-36第三章 高墩桥梁三维地震碰撞效应分析36-663.1 高墩桥梁建模36-
6、433.1.1 高墩桥梁工程概况36-393.1.2 高墩桥梁有限元模型39-423.1.3 高墩桥梁的自振特性42-433.2 输入地震动确定43-483.3 高墩桥梁三维地震碰撞反应分析48-643.3.1 碰撞单元反应48-493.3.2 梁的反应49-513.3.3 支座的反应51-533.3.4 墩顶位移的反应53-543.3.5 桥墩弯矩的反应54-553.3.6 桥墩钢筋与混凝土应变55-563.3.7 Wolong 地震动下桥梁结构的反应56-643.4 小结64-66第四章 高墩桥梁防地震碰撞分析66-764.1 设置防碰撞阻尼器的高墩桥梁自振特性66-674.2 设置阻尼器前后的梁反应比较67-694.3 设置阻尼器前后的支座变形反应比较69-704.4 设置阻尼器前后的墩顶位移反应比较70-714.5 设置阻尼器前后的墩底弯矩反应比较71-724.6 设置阻尼器前后的墩底钢筋与混凝土应变比较72-734.7 小结73-76第五章 结论与展望76-78附录78-88参考文献88-90致谢90-91作者简介91攻读硕士期间发表的论文91
