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自复位隔震高墩模型拟静力试验研究
| 论文题名： | 自复位隔震高墩模型拟静力试验研究 |
| 关键词： | 自复位桥墩;拟静力试验;承台提离;隔震机理;OpenSees平台 |
| 摘要： | 我国西部地形多为山地，且位于高烈度地震区，高墩桥梁在该地区广泛应用。本文以某铁路空心高墩为背景，采用模型拟静力试验方法探究了自复位摇摆隔震高墩的隔震效果，基于OpenSees平台对自复位高墩模型的拟静力试验进行模拟。从模型试验和数值模拟两个方面分析了自复位隔震高墩的隔震机理和抗震性能，研究内容包括如下5个方面: (1)本文回顾了近些年来国内外抗震理念的发展过程，重点关注了摇摆隔震，并对国内外学者在摇摆隔震的理论计算、数值模拟和试验研究等方面取得的成果进行总结;简单介绍了国外若干座已经采用摇摆隔震理念设计的桥梁;详细分析了当前自复位隔震高墩摇摆隔震的机理和摇摆隔震的优越性。 (2)设计了几何相似比为1∶25的自复位高墩模型。模型试验分为两个工况:自由摇摆工况和受控摇摆工况;试验中制作了两个相同的桥墩模型，并采用长5m的工字钢模拟桥梁上部结构恒载;两个工况分别采用不同的等幅位移控制加载制度。 (3)通过自复位隔震高墩模型拟静力试验，获得了滞回曲线、骨架曲线、墩底弯矩、提离条件、限位钢筋拉力、承台底受压区宽度、墩底转角等基本数据，这些数据能反应桥墩模型的隔震性能。通过比较两个工况中对应数据，验证了自复位隔震高墩的隔震机理和隔震效果，发现预应力限位钢筋可以显著减小墩顶位移、改变提离条件、增加桥墩刚度和延性。 (4)基于OpenSees平台建立试验桥墩的数值模型，顺桥向用刚臂模拟承台，采用仅受压弹簧模拟桥墩提离，用桁架单元模拟预应力限位钢筋，对自复位隔震高墩模型拟静力试验加载过程进行数值模拟，获得了与模型桥墩试验相对应的数据。 (5)将试验得到的数据与数值模拟结果进行对比可以发现，OpenSees平台可以很好地模拟自复位隔震高墩拟静力试验所得到的滞回曲线、骨架曲线、提离条件、限位钢筋拉力等，其中模拟的滞回曲线和骨架曲线具有较高的精度。 |
| 作者： | 韦性涵 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 夏修身;武良缮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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