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受控摇摆桥墩抗震性能及设计方法研究
| 论文题名： | 受控摇摆桥墩抗震性能及设计方法研究 |
| 关键词： | 受控摇摆桥墩;抗震性能;结构设计 |
| 摘要： | 公路、铁路的桥梁结构是现代基础设施体系的重要组成部分，其抗震性能对社会经济发展具有重要的意义。桥梁结构的抗震性能很大程度上取决于桥墩抗震性能，而传统的桥墩尽管在大震作用下不会倒塌，但墩底会发生严重的非弹性变形损伤，大震发生后经常需要重建或者花费大量的震后维修费用，造成了资源极大浪费，所以寻求更佳震后性能的桥墩结构体系成为当前研究的热点。 受控摇摆桥墩结构在地震作用下能够免于损伤并且在大震作用后能够正常运作，这种桥墩结构同时具备延性抗震设计和隔震抗震设计方法的优点，具有很大的发展前景。 本文研究了受控摇摆桥墩的基本构成组件、各组件工作机理、基本力学性能、稳定性及耗能能力、基本计算理论以及基于等效力和基于位移的设计方法。通过理论分析、公式推导以及数值模拟相结合的方式对受控摇摆桥墩的构件组成、抗弯能力、抗侧移能力、耗能能力以及设计方法等问题进行了研究。全文的主要研究工作如下： 1）详细描述了受控摇摆桥墩的各组成构件及各组件性能，主要为桥墩组件、预应力组件及耗能组件这三个部分。 2）通过理论分析以及公式推导得到受控摇摆桥墩的基本力学性能、抗弯能力、耗能能力等，并且通过变量法分析出各组件性能对整个结构各性能的影响。分析得到桥墩组件作为整个结构的主要承重构件，在桥墩抗弯及抗侧移中起主要作用；预应力组件主要增加结构的恢复能力，工作过程中不会产生塑性变形；耗能组件为受控摇摆桥墩工作的核心部件，起到主要的耗能能力。 3）基于sap2000平台建立受控摇摆桥墩的有限元模型，通过拟静力分析验证模型的可行性，对比平衡条件公式推导的结果进一步验证前文所得结果的正确性；通过动力时程分析来说明受控摇摆桥墩相对于传统桥墩的优越性，分析发现相对于传统桥墩受控摇摆桥墩震后的残余变形明显小于传统桥墩，在地震波作用下受控摇摆桥墩也具有相当高的整体稳定性。 4）基于受控摇摆桥墩各种特性以及基本力学性能，根据传统桥墩基于等效力以及基于残余变形的设计方法，提出受控摇摆桥墩基于等效力以及基于位移的设计方法的一般步骤，并且通过实例来详细说明。 |
| 作者： | 张小波 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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