地震作用下桥梁横向挡块抗水平推力极限承载力计算与分析开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

地震又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。当前的科技水平尚无法预测地震的到来,未来相当长的一段时间内,地震也是无法预测的,所谓成功预测地震的例子,基本都是巧合。对于地震,我们更应该做的是提高建筑抗震等级、做好防御,而不是预测地震。2008年5月12日中国汶川发生8.0级大地震,震后灾区许多简支梁桥发生横纵向位移乃至落梁,直接导致交通中断,给灾区救援造成了极大地困难。结合世界各地地震灾害经验,为了减小地震对桥梁造成的灾害,需在桥梁两侧设置横向挡块,防止桥梁在横向地震力作用下发生横向较大的位移进而造成更大经济损失。桥梁横向挡块在水平推力极限承载力内能有效防止桥梁落梁,进而造成更大的经济损失。基于这个原因,本次课题对地震作用下桥梁横向挡块抗水平推力极限承载力进行计算与分析。

2. 研究的基本内容与方案

一、研究现状

在我国,中小跨度梁式桥广泛采用板式橡胶支座,并且在墩、台上设置混凝土横向抗震挡块防止落梁。但是国内现行的桥梁抗震规范,包括《公路桥梁抗震设计细则》和《城市桥梁抗震设计规范》都没有对混凝土横向抗震挡块的设计和构造提出明确规定,仅将其作为一种构造措施。目前中小跨径梁桥横桥向抗震分析中主要通过3 种分析模型来考虑挡块的影响。其一为刚体模型,不考虑挡块损伤,邓育林等采用该模型来分析挡块与上部结构的碰撞效应对桥梁横向地震响应的影响;其二为理想弹塑性模型,以挡块最大承载力值作为屈服荷载,王军文等分析地震作用下斜交桥旋转机理时采用理想弹塑性模型来考虑横向挡块的影响; 其三为考虑挡块力学性能退化的模型,megally、徐略勤等对混凝土挡块进行了试验并提出相应的力学模型或简化计算公式。在国外, shervinm aleki对简支梁桥上部结构与横向约束挡块间碰撞效应进行了研究, 分析表明碰撞刚度、初始间隙和结构周期影响很大, 同时指出忽略碰撞效应, 将会低估挡块及下部结构的地震需求, 在抗震设计中造成不安全的结果

不同挡块模型所能承受的水平推力极限承载力不同,对桥梁地震响应影响程度也不一样,少有文献对此进行对比分析。同时,我国现行规范[16]缺乏关于挡块设计的相关条款,桥梁抗震分析中也没有给出合理挡块分析模型来考虑其影响。本文将分析地震作用下不同桥梁横向挡块模型抗水平推力极限承载力。

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3. 研究计划与安排

第1~3周:查阅课题相关的文献,编写开题报告书,上传至教务系统;

第4~5周:熟悉和掌握国内外抗震规范横向挡块的抗剪计算方法,学会相关软件的基本操作和相关理论知识;

第6~8周:比较分析国内外抗震规范横向挡块抗剪计算,探讨横向挡块抗剪承载力的影响因素。

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4. 参考文献(12篇以上)

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[2] 城市桥梁抗震设计规范(CJJ 166-2011)[S].中国建筑工业出版社,2011.

[3] 中华人民共和国铁道部.铁路工程抗震设计规范(GB50111-2006)[S].中国计划出版社,2006.

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[5]吴刚,王全录,王克海,张盼盼.考虑支座及挡块力学性能退化的桥梁横向地震响应分析[J].振动与冲击,2018,37(02):189-196.
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[7]庄鑫,李建中,王瑞龙.横向抗震挡块对桥梁抗震性能的影响分析[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2014,27(01):14-18.

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