论文摘要
汶川大地震全国共造成6140座桥梁受损,而震后四川省交通厅组织的重灾区第一批调查检测的1657座公路桥梁中,梁桥就占到了80%以上,如都江堰—汶川高速公路的庙子坪大桥、百花大桥等,在地震发生后中部桥板坠落、基础变形、倾覆,导致进入强震区的公路交通生命线中断,救灾部队、人员和医疗、生活物资迟迟不能从陆路进入,显著放大了地震灾害。因此,梁桥强震作用下的抗震性能研究成为焦点。本文以“5.12”汶川大地震中强震区公路梁桥为研究对象,采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法,对强震区梁桥破坏机理、安全评价方法和抗震防护技术进行了系统研究,取得的主要成果如下:1)通过资料检索、现场调查等提炼了梁桥震害类型,包括支座破坏、桥墩破坏和桥台破坏等三类,其中梁桥支座破坏形式主要有剪切破坏和移位破坏两种,桥墩破坏形式有弯曲破坏、剪切破坏和弯剪破坏三种,桥台破坏形式有沉陷、开裂、转动和滑移倾覆破坏等。2)假设桥墩为延性设计,地震期间会产生塑性铰,利用图乘法推导了双柱式桥墩墩顶破坏位移计算公式,并对双柱式桥墩进行了地震反应谱分析,结果表明桥墩受顺桥向地震作用明显,桥墩底部的应力值最大;在Mononobe-Okabe公式基础上,推导了台后破裂面受限制时的侧墙主动地震土压力计算公式;基于动力winkler地基梁模型,对单桩水平微分方程进行了求解,获得了单桩水平地震响应解,并进行了算例验证。3)针对强震区一座箱型连续梁桥进行了地震反应谱分析,发现梁桥支座处、跨中处和墩底截面的弯矩及剪力值较大或变化较大为最不利截面,桥台顶部和底部位移变形较大,纵向地震作用对其影响明显。4)从结构材料、地基条件、基础类型、地震力、桥台填土、桥台边坡、施工工艺、破坏机理等方面,遴选震害梁桥的安全评价指标,基于隶属度函数对各评价指标进行相对重要程度排序,并采用层次分析法和专家效度法对评价指标权重进行确定与修正,最终将模糊数学理论与层次分析法相耦合,构建了震害梁桥安全性模糊层次综合评价方法,并采用汶川大地震期间产生的震害梁桥进行了验证分析,评价结果与实际规范检测结果基本吻合。5)针对强震区梁桥桥台向桥孔河心滑移、倾覆沉降的破坏现象,研发了桥台拉梁反拉和挡块支撑抗震加固技术,并建立了相应的计算方法、设计方法及施工方法。
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标签：破坏机理论文; 模糊层次综合评价论文; 抗震防护技术论文; 梁桥论文; 强震区论文;