桥梁地震碰撞模拟分析及防撞防落梁措施研究

作     者：吕龙 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：申爱国

授予年度：2011年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：地震作用 碰撞模拟 间隙单元 碰撞群 损伤度 防碰撞 防落梁 

摘      要：桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其抗震性能越来越受人们的关注。地震作用下,由于梁体位移过大,导致梁体间和梁体与桥台间容易发生碰撞。碰撞不仅会导致梁端损坏,甚至有可能引起落梁。所以,研究桥梁碰撞反应并提出相应的措施有重要的意义。 本文选择了合理的碰撞反应分析方法,并建立桥梁有限元模型,计算了地震作用下桥梁的碰撞反应。分析结果表明,在地震作用下,桥梁易发生碰撞,碰撞力很大,并且每一次碰撞内部也十分复杂。不同类型的桥梁发生碰撞的可能性及碰撞反应不尽相同。通过改变碰撞模型中的参数,分析了墩高、基础形式和制动墩的选取对桥梁碰撞反应的影响。研究表明,随着墩的增高,桥梁发生碰撞的可能性增大,且其碰撞强度也增大;考虑弹性基础的桥梁比考虑刚性基础的桥梁发生碰撞的可能性大,制动墩选取不同对桥梁碰撞反应也有较大的影响。本文还通过建立损伤率计算方法评估碰撞造成的混凝土损伤程度。 结合桥梁地震碰撞反应分析结果,并总结前人的研究成果,提出了桥梁防碰撞及防落梁措施。在间隙外设置缓冲装置是减轻梁体间碰撞的有效方法,易损滑块能有效的防止梁体与桥台的碰撞。防落梁主要有限位措施、连梁措施和扩大支承范围三种措施,本文设计的梁体纵向位移的限位钢件是一种较为有效的限位措施。