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矮寨大桥基于性能的地震易损性分析
| 论文题名： | 矮寨大桥基于性能的地震易损性分析 |
| 关键词： | 大跨悬索桥;地震易损性分析;损伤指标;超越概率 |
| 摘要： | 以1995年我国第一座现代化大型悬索桥海湾大桥竣工为标志，我国兴建了一批大型悬索桥。2012年正式通车的湖南湘西矮寨大桥更是将我国悬索桥水平推向了国际的高度。然而2008年的5·12汶川大地震让我们重新认识到交通运输线对震后的抢险救援的重要性。大跨悬索桥一般都是交通线上的控制工程，在大量修建大跨悬索桥的同时，完全有必要开展大跨悬索桥的地震易损性研究。 基于上述思路，本文结合湘西矮寨大桥，利用Midas civil桥梁结构分析软件，进行了大跨悬索桥的地震易损性分析。主要内容和结论如下: (1)定义了进行易损性分析的桥塔各关键截面，并以截面材料应变计算的截面曲率水平作为悬索桥主塔的损伤破坏指标，通过P-M-θ分析得到了各关键截面不同损伤状态下的损伤指标。 (2)基于Midas civil桥梁结构分析软件，建立了矮寨大桥三维数值仿真模型，采用弹塑性纤维梁柱单元模拟桥塔，对矮寨大桥进行了增量动力分析(IDA)。分析得到了桥塔在纵桥向地震作用下的包络弯矩分布，探讨了悬索桥桥塔的损伤破坏规律。利用定义的曲率损伤指标，对矮寨大桥桥塔各关键截面的损伤进行了评估。分析得到矮寨大桥桥塔的易损部位主要集中在吉首岸下桥塔底截面、吉首岸上塔顶截面、吉首岸上桥塔底截面，茶洞岸下桥塔底截面。 (3)探讨了纵桥向地震输入下不同场地土特性对结构的影响。研究表明,Ⅲ类场地地震作用下结构的响应远大于第Ⅰ类场地，Ⅱ类场地和Ⅳ类场地地震作用下结构的响应介于Ⅰ类场地与Ⅲ类场地之间，并更接近于Ⅲ类场地。 (4)从太平洋地震工程研究中心强震数据库内选取Ⅲ类场地地震波18条，将每条地震波调整为10个强度等级，对矮寨大桥进行了增量动力分析(IDA)。在此基础上得到了主塔各控制截面的易损性曲线。随后，进行了不同地震强度水平下主塔各控制截面同一种损伤超越概率的对比分析，并以桥梁整体为对象，建立了整桥易损性曲线。研究表明，吉首岸下桥塔底截面是整桥体系中最薄弱的点，茶洞岸桥塔的各截面进入轻微损伤的超越概率都较大，但进入中等损伤的超越概率很小。吉首岸桥塔出现塑性区域的点较多，并且在形成整桥易损性曲线时假设各截面的损伤事件是相互独立的，实际上桥塔某处塑性铰的形成对其余部位塑性铰的发展会有激励作用。 |
| 作者： | 余崇 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 何益斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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