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竖向地震动下摇摆-自复位双层排架墩抗震性能分析
| 论文题名： | 竖向地震动下摇摆-自复位双层排架墩抗震性能分析 |
| 关键词： | 双层桥梁;排架墩;竖向地震动;摇摆-自复位体系;抗震性能 |
| 摘要： | 双层桥梁可有效解决交通拥堵及复杂地质环境下道路通行问题，以双层排架墩作为主要竖向承重构件的高架桥在国内外桥梁工程中应用的越来越多。但震害表明，基于延性设计的双层桥梁排架墩破坏严重、震后不能实现快速修复。摇摆-自复位（Rocking Self-Centering,RSC）体系通过放松桥墩两端的约束，利用自重及预应力筋提供的恢复力在强震下发生摇摆反应并实现自复位功能，可大大减小桥墩震后残余位移，减轻结构损伤破坏，保证桥梁震后功能快速恢复。 一般而言，地震动的竖向分量与水平分量相比对结构影响很小，因而总是在研究中忽略。但随着研究的不断深入发现，在近断层一定范围内，部分竖向加速度幅值接近甚至大于水平加速度幅值。因此研究竖向地震动对桥梁结构的影响尤为重要，本文采用OpenSees有限元软件，研究了考虑竖向地震动作用时摇摆-自复位双层排架墩抗震性能。论文的主要工作及认识如下： 1.查阅国内外文献，总结近断层地震动下双层排架墩抗震性能研究进展、RSC结构体系的发展及国内外研究进展，提出本文的研究目的和研究内容。 2.以甘肃省某双层高架桥为原型，基于OpenSees数值分析平台，建立了RSC、RC两个双层排架墩模型，详细介绍了建模过程及材料本构，对两个模型进行了模态分析，并通过振动台盲测试验结果验证了模型的准确性。 3.将RSC双层桥梁排架墩模型分为仅考虑近断层地震动水平分量的RSC-X，以及同时考虑水平分量和竖向分量的RSC-XZ两种模型进行抗震性能分析，发现考虑竖向地震动作用时的RSC-XZ模型比RSC-X模型的以下几个反应值均增大：层间位移角、残余位移角、纵筋最大应力、预应力筋最大应力及外置耗能角钢的变形。角钢屈服并耗能，RSC双层桥梁排架墩的变形主要集中在顶层。 4.将RC双层桥梁排架墩模型分为仅考虑近断层地震动水平分量的RC-X，以及同时考虑水平分量和竖向分量的RC-XZ两种模型进行抗震性能分析，得出的结论主要是：RC双层桥梁排架墩的变形也主要集中在顶层，且小于RSC双层排架墩的顶层变形；RC-XZ模型的层间位移角、残余位移角、纵筋最大应力均比RC-X模型的要大。RSC双层桥梁排架墩与RC双层桥梁排架墩相比，顶层层间最大位移角略大，但残余位移角是后者的1.5%。 |
| 作者： | 管璐 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 孙治国;刘汉勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 防灾科技学院 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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