论文摘要
高墩大跨预应力混凝土弯连续刚构桥以其优美的线形,合理的受力形式,成熟的施工方法等优点,成为穿越崇山峻岭、高原沟壑、大江大河的重要桥型。这种桥型由于跨径较大、桥墩较高,结构弯扭耦合受力现象明显,导致其动力特性相对于一般的低墩、直梁桥更为复杂,地震反应特点亦有别于一般桥梁。现行的《公路工程抗震设计规范》仅适用于桥墩高度不超过30m的一般桥梁,且高墩大跨径弯连续刚构桥的震害资料相对匮乏,抗震设计经验不足。因此,开展高墩大跨弯连续刚构桥的弹塑性地震响应研究,对于此类桥梁结构的抗震设计、评价及加固意义重大。本文以某高墩大跨径弯连续刚构桥为工程背景,建立桥墩截面恢复力模型,采用分条法求解钢筋混凝土截面弯矩-曲率特性曲线;结合大型通用有限元程序ANSYS,提出考虑桥墩双向弹塑性的等效塑性铰单元模拟方法;根据结构弯扭耦合特性,建立全桥弹塑性地震响应分析模型,进行纵桥向、纵桥向+2/3竖向组合、横桥向以及横桥向+2/3竖向组合四种工况下结构的弹塑性地震响应分析;研究各工况下结构塑性铰的形成、发展和破坏模式,分析了每级地震下塑性铰出现位置、时间先后顺序、形成数量和最终破坏形式;研究各工况下结构在纵桥向和横桥向所能承受的最大地震荷载等级,从而对结构进行安全性评估。研究表明,该依托工程抗震设计由地震激励加速度峰值为0.6g的横桥向激励控制,桥墩的墩底、系梁附近以及墩顶位置在地震荷载作用下易进入屈服状态,可作为结构抗震设计的控制截面,而桥墩的墩底截面在四种荷载工况下均出现延性破坏的情况,建议在进行抗震设计时重点加强此处的延性性能,从而达到延性抗震的目的。本文研究成果可供同类桥梁抗震设计或研究参考。
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标签：高墩大跨径弯连续刚构桥论文; 双向弹塑性论文; 等效塑性铰模型论文; 抗震性能评估论文;