Переходная реакция опор моста при эксцентрическом воздействии вблизи

Том 12 научных докладов, Номер статьи: 16667 (2022) Цитировать эту статью

649 Доступов

Подробности о метриках

Чтобы изучить влияние землетрясения вблизи разлома на разрушение опоры, установите двухпролетный неразрезной балочный мост. Сейсмический отклик моста рассчитывается с использованием метода разложения переходной волновой функции и метода непрямой суперпозиции модовой функции. Решите динамические реакции и реакции смещения, а также проанализируйте влияние вертикального разделения моста на эксцентричное сжатие опоры. Результаты показывают, что при вертикальном сейсмическом воздействии вблизи разлома отрыв может существенно изменить горизонтальную деформацию в верхней части опоры, а пренебрежение разделением может недооценить эксцентрическое сжатие опоры. Расчеты для различных высот опор и пролетов балок показывают, что разделение оказывает большее влияние на продольную деформацию верха опоры. Таким образом, разумная конструкция устройства продольного ограничения на вершине опоры в зоне разлома помогает уменьшить ущерб от удара эксцентрикового моста.

Под действием землетрясения повреждение моста влияет на спасательные операции после катастрофы и затрудняет восстановление после катастрофы1,2. Учитывая столкновение моста, текущие исследования сосредоточены на столкновении соседних балок и столкновении между главной балкой и опорой, и были достигнуты некоторые успехи3. Многие ученые создали различные модели для расчета силы столкновения и создали разумное устройство для уменьшения силы столкновения конструкции4,5,6,7. Однако исследований по вертикальному столкновению, особенно эксцентрическому столкновению между главной балкой и опорой моста, мало.

Предыдущие данные сейсмического мониторинга на дальних разломах показывают, что вертикальное сейсмическое ускорение меньше горизонтального8. Кастелли и др.9 проанализировали взаимодействие между почвой и конструкцией при вертикальных землетрясениях. Баттон и др.10 и Ван и др.11 полагали, что проектирование вертикальной сейсмостойкости менее важно. С улучшением уровня мониторинга все больше и больше данных показывают, что амплитуда вертикального сейсмического ускорения в ближней зоне близка к амплитуде горизонтального сейсмического ускорения или даже намного превосходит ее. Пиковое значение вертикального и горизонтального ускорения V/H землетрясения в Кобе 1995 года близко к 212.

Томас и др.13 провели модальный анализ на мосту Такома и обнаружили, что игнорирование вертикальной сейсмической составляющей может привести к большим рискам, особенно когда частота вертикального возбуждения земли близка к собственной частоте моста. Борислав и др.14 обсудили влияние долговременного (LD) движения и движения грунта вблизи разлома (NF) на сейсмические характеристики сейсмического пирса посредством численного моделирования и сравнили его с реакцией на кратковременное движение в дальней зоне (FF). Разработана нелинейная модель опор моста на основе конечных элементов на основе волокон для оценки потенциального ущерба от различных типов движений грунта. Айман и др.15 исследовали влияние скоростного воздействия опоры моста, используя метод импульсного движения вблизи разлома, чтобы лучше понять динамическое поведение вибрации при вынужденной вибрации. В отличие от зарубежных мостов, большинство балочных мостов в Китае имеют резиновые опоры и не обладают прочностью на растяжение16,17. Вертикальное землетрясение вблизи разлома может привести к отрыву главной балки и опоры. Чтобы рассчитать силу вертикального удара, Ян и др.4 использовали метод собственных функций переходной волны. Однако исследование Янга учитывало только влияние разделения на вертикальное воздействие, но игнорировало изменение горизонтального смещения моста, вызванное разделением. Необходимо проанализировать влияние возможного явления отрыва на повреждение горизонтального моста при сильном амплитудном вертикальном землетрясении.

Предыдущие исследования столкновений в основном были сосредоточены на продольном столкновении соседних балок18,19,20. Недавно Ян использовал континуальную модель для расчета вертикальной силы удара между главной балкой и опорой. Однако в приведенном выше исследовании рассматривается только вертикальное землетрясение и игнорируется влияние вертикального разделения опор и балок на продольную динамическую реакцию опор.