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原文传递摇摆—自复位桥墩抗震性能分析

论文题名：	摇摆—自复位桥墩抗震性能分析
关键词：	城市桥梁;桥墩结构;地震荷载;抗震设计
摘要：	城市交通拥堵问题日益严重，加快城市桥梁建设，发挥立体化交通优势是解决城市交通问题的重要途径。目前来说，大多的城市桥梁应用的还是传统的基于位移的设计准则，地震作用下，会产生较大的残余位移，只能拆除重建而难以修复，重新使用。摇摆–自复位(Rocking Self-Centering, RSC)桥墩结构放松了墩底与下部承台间的约束，强震下桥墩发生摇摆反应，并利用结构自重及预应力筋提供的恢复力使结构复位，可有效减轻桥墩混凝土的损伤破坏，并大大减小了桥墩的震后残余位移，对保证桥墩的震后功能恢复具有显著优势。摇摆—自复位桥墩与传统钢筋混凝土（Reinforced Concrete，RC）桥墩相比，施工更加迅速，修复更加容易，具有更大的经济意义和社会价值。本文基于OpenSees数值分析平台，发展了可有效模拟RSC桥墩地震反应的数值分析模型，讨论了近断层地震动下摇摆—自复位桥墩抗震性能。提出了外置角钢的新型摇摆—自复位双柱墩（Rocking Self-Centering Double Bridges Bents with Angles, RSC-B-A）结构，建立并验证了此结构的数值分析模型。　　本研究主要内容包括：⑴系统总结了摇摆—自复位结构的发展历程，分析了摇摆—自复位结构与传统钢筋混凝土结构相比所具有的优势。⑵基于OpenSees分析平台，发展了精细的摇摆—自复位单柱墩数值分析模型，建立了尺寸相同的配置无粘结预应力筋的钢筋混凝土（Unbonded Prestressed Reinforced Concrete, PRC)桥墩以及普通钢筋混凝土（Reinforced Concrete，RC）桥墩数值分析模型。对各模型输入近断层地震波，进行增量动力分析，以墩顶最大位移角、残余位移角、预应力筋最大应力为考察目标，对比分析了不同墩高(剪跨比分别为2、4和6)、不同桥墩类型(RSC、RC和PRC桥墩)时各桥墩的地震反应。并对RSC桥墩的具体应用范围以及耗能钢筋配筋率给出了明确的建议。⑶利用预制－拼装结构的施工优势和摇摆－自复位结构的抗震优点，提出含角钢的摇摆－自复位双柱墩。基于 OpenSees数值平台建立了此种双柱墩的精细化数值分析模型，分别结合角钢、含角钢的梁柱节点、以及摇摆－自复位双柱墩的试验结果验证了模型的准确性。⑷基于验证为准确的含角钢摇摆—自复位双柱墩建模方法，建立了相同尺寸的含角钢的摇摆—自复位双柱墩、含角钢及耗能钢筋的摇摆—自复位双柱墩以及普通钢筋混凝土双柱墩数值分析模型。对三种模型进行拟静力和动力时程分析，关注墩顶最大位移角、残余位移角、角钢受拉最大变形等指标，揭示了外置角钢的摇摆－自复位双柱墩的抗震能力，为外置耗能角钢的摇摆—自复位双柱墩的实际应用提供了理论基础。
作者：	谷明洋
专业：	结构工程
导师：	司炳君
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文