连续刚构桥梁抗震性能分析

论文摘要

随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,人们对交通的依赖性越来越强。桥梁工程属于生命线工程,桥梁工程在地震中一旦遭到破坏,将带来巨大的生命财产损失以及间接经济损失。连续刚构桥在我国已建和在建桥梁中占了很大的比例,研究其抗震性能和抗震分析方法,对该类型桥梁的分析和设计都有积极的意义。结构的自振特性是结构抗震特性的重要组成部分。本文利用MIDAS和ABAQUS软件分别建立空间杆系模型和空间实体模型,改变桥墩墩高这一敏感参数,得到了连续刚构桥自振周期随墩高的变化规律,另外比较了两种模型对桥梁自振特性的分析结果,作为纤维模型和分离式模型动力分析对比研究的基础。在桥梁抗震设计中,除了强度与刚度之外,还必须重视加强延性。本文利用条分法原理在MATLAB中编程计算得到了矩形桥墩截面M-φ关系曲线,在此基础上分析了桥墩截面两个方向上延性随轴压的变化规律,并指出为保持桥梁具有良好延性应控制桥墩轴压力。纤维模型和分离式模型是常用的弹塑性动力分析方法。本文在MIDAS和ABAQUS软件中分别建立了纤维模型和分离式模型,并进行了罕遇地震下的弹性和弹塑性时程分析,得到了连续刚构桥在罕遇地震下的响应特性和屈服特性,并比较了两种模型的分析结果,指出桥墩高宽比是影响两模型分析结果一致性的主要因素,并对连续刚构桥的抗震分析提出了建议。最后给出了本文的主要结论以及对本方向研究工作的展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 本课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外在该领域的研究现状
• 1.3.1 桥梁抗震分析方法的发展
• 1.3.2 连续刚构桥延性性能的研究
• 1.3.3 纤维模型和分离式模型的研究
• 1.3.4 连续刚构桥抗震分析的研究
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 连续刚构桥自振特性分析
• 2.1 引言
• 2.2 工程背景
• 2.3 计算模型建立
• 2.3.1 杆系模型建立
• 2.3.2 实体模型建立
• 2.4 自振特性分析
• 2.4.1 两模型自振特性对比
• 2.4.2 自振特性随墩高变化
• 2.5 本章小结
• 第3章 桥墩延性性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 延性的概念
• 3.2.1 曲率延性系数
• 3.2.2 位移延性系数
• 3.3 桥墩截面M-Φ关系曲线
• 3.3.1 材料本构关系
• 3.3.2 截面M-φ曲线计算程序编制
• 3.3.3 桥墩截面M-φ关系曲线
• 3.3.4 桥墩截面延性性能分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 桥梁弹塑性分析方法对比研究
• 4.1 引言
• 4.2 两种抗震分析模型的建立
• 4.2.1 纤维模型
• 4.2.2 分离式模型
• 4.3 弹塑性动力分析及对比
• 4.3.1 输入地震波
• 4.3.2 弹性分析对比
• 4.3.3 弹塑性分析对比
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢