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原文传递双柱式桥墩抗震性能研究

论文题名：	双柱式桥墩抗震性能研究
关键词：	双柱式桥墩;抗震性能;参数设计;横系梁设置;动水作用
摘要：	双柱式桥墩在地震作用下具有抗侧力强、结构位移小、超静定次数高等特点，在中国中小跨径公路桥梁和城市高架桥中被广泛应用。然而，当桥墩设计较高时，地震作用下桥墩顶部会产生较大的水平位移，从而导致桥梁上部主梁产生较大位移，严重者会造成主梁脱落，甚至导致桥梁整体坍塌。此外，由于墩身截面尺寸相对较小，桥墩的抗弯和抗剪能力较差，桥墩更易发生弯曲和剪切破坏。本文以双柱式桥墩桥梁为研究对象，从桥梁抗震设计分析方法理论出发，基于延性抗震设计，采用Midas civil有限元分析软件对其进行静力弹塑性分析和动力时程分析，探究了桥墩自身设计参数、设置横系梁以及动水作用对双柱式桥墩桥梁抗震性能的影响，得出了以下主要结论：　　1.通过对双柱式桥墩在不同的剪跨比、轴压比、纵向配筋率和体积配箍率情况进行延性分析和地震响应分析，得出结论如下：　　（1）剪跨比在6-8之间位移延性普遍较大，延性性能最好，桥墩的各项能力都处于较佳状态。　　（2）轴压比的增大会使结构延性变差，位移能力下降，抗弯能力和弯矩需求都增大，经分析后建议设计时取轴压比在0.15左右。　　（3）随纵筋率的增加，曲率延性逐渐减小，结构的位移能力需求比表现为先上升后下降，当纵筋率为1.0%时最大，抗弯能力增加。综合考虑抗震性能的要求，纵筋率适宜取1.0%左右。　　（4）随着体积配箍率的增加，能显著提升截面的极限曲率，位移延性系数随着增大，当体积配箍率大于等于1.5%时，截面曲率延性趋于定值，抗弯能力和弯矩需求基本不变。　　2.墩间横系梁的设置，可以提升横桥向的抗弯能力和位移能力，但会对桥梁抗剪不利，对桥梁顺桥向的各项能力基本无影响。但随着设置横系梁数量的增多，系梁产生的效用逐渐降低。　　3.在水深和含水率综合因素影响下桥梁墩顶位移的变化趋势表现出先变小，后增大的趋势，这与单纯考虑水深时出现了较大的变化，其中动水压力对剪力的影响最为突出。因此在水中桥墩设计时需要同时考虑含水率和动水压力作用对桥梁抗震性能的影响。
作者：	梁青锋
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	王海荣
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安工业大学
学位年度：	2020
正文语种：	中文