高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥抗震性能研究

论文摘要

随着我国交通事业的不断发展,连续刚构桥的跨径和墩高不断增加,高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥越来越多。我国是一个地震灾害频繁发生的区域,尤其是“5.12”大地震,对桥梁抗震提出了更高要求,因此对高墩大跨连续刚构桥进行地震反应分析意义重大。本文就是在这种背景下展开的,主要研究内容如下：本文首先总结分析已有的各种桥梁抗震分析方法,并进行了对比分析,对各种分析计算方法的适用范围与优缺点进行了总结；在总结分析以往桥梁抗震分析方法的基础上,针对高墩大跨连续刚构桥梁的结构特点,结合《公路桥梁抗震设计细则》,提出了适用于大跨径刚构抗震性能分析的基本步骤与基本方法。其次,以某高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥为原型,考虑桩土效应,建立了整体计算模型并计算其动力特性；按地震设防烈度,并考虑竖向地震动对结构地震反应的影响进行了反应谱分析；采用E1作用下的工程场地人工地震动加速度时程、采用多点激励的方法对结构进行弹性时程响应分析；采用E2作用下的工程场地人工地震动加速度时程、采用纤维单元并采用多点激励的方法对结构潜在的塑性区域进行弹塑性时程响应分析,到了结构潜在塑性区的塑性破坏状态；并将反应谱法分析、弹性时程分析与非线性动力时程分析的计算结果进行了对比。最后,为研究桥梁的潜在抗震能力,将地震动峰值增加,直到各墩均出现塑性铰,并按照塑性铰出现的顺序,提出了该类桥梁设计时重点注意的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 震害分析及启示
• 1.2 预应力混凝土连续刚构桥的结构特点及抗震分析研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 桥梁地震反应分析的基本方法
• 2.1 概述
• 2.2 桥梁地震反应分析的静力法
• 2.3 桥梁地震反应分析的反应谱法
• 2.4 桥梁地震反应分析的动态时程法
• 2.5 模态分析
• 2.6 桥梁地震反应分析的各种方法的适应性
• 2.7 本章小结
• 第三章 大跨径连续刚构桥的抗震分析方法
• 3.1 概述
• 3.2 地震动输入
• 3.3 多点激励下的增量动力平衡方程
• 3.4 多方向一致激励下的线性反应谱分析
• 3.5 基于塑性铰模型的高墩大跨连续刚构桥抗震能力分析方法
• 3.6 本章小结
• 第四章 高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥的抗震分析实例
• 4.1 工程概况
• 4.2 有限元建模
• 4.3 全桥动力特性分析
• 4.4 地震动输入参数
• 4.5 弹性反应谱分析
• 4.6 弹性动力时程分析
• 4.7 非线性时程分析
• 4.8 塑性铰分析
• 4.9 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文研究方法的先进性
• 5.2 研究成果
• 5.3 展望
• 参考文献
• 工作后主要项目一览表
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢