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非对称V形塔斜拉桥地震响应及易损性分析
| 论文题名： | 非对称V形塔斜拉桥地震响应及易损性分析 |
| 关键词： | 斜拉桥;地震响应;地震易损性;反应谱法;时程分析法 |
| 摘要： | 本文以某非对称V形塔斜拉桥为研究背景，该桥是自2008年第一座V形双拱塔斜拉桥问世以来少有的非对称V形塔斜拉桥，其一边拱塔一边独柱塔的布置形式更是独有，因此对此类斜拉桥进行抗震研究具有十分重要的意义。本文针对非对称V形塔斜拉桥地震响应特点，提出了一套针对提高非对称V形斜拉桥抗震性能的具体设计措施，对日后此类桥型的抗震设计具有非常明确的指导价值。主要研究内容与结论如下： （1）以某非对称V形塔斜拉桥为工程背景建立斜拉桥有限元模型，研究考虑桩-土-结构效应和不考虑桩-土-结构效应，以及桥塔非对称结构和桥塔对称结构的动力特性差异。 （2）运用反应谱法以及时程分析法分析非对称V形塔斜拉桥的地震响应，结果表明，V形塔斜拉桥一边拱塔一边独柱塔的非对称布置形式在抗震性能上更优于对称双拱塔布置，但非对称布置在抗震性能上不仅存在优点，还存在缺点。非对称布置，第一，会增大拱塔和独柱塔下塔柱整体内力，独柱塔下塔柱内力增大更加显著；第二，会显著增大独柱塔塔顶横向位移。 （3）验证了反应谱法与线性时程法的一致性，结果表明，在保证线性时程分析结果不小于反应谱分析结果的80%的条件下选取合适的设计地震动时程和阻尼参数后，再进行非线性时程分析。考虑材料非线性的地震非线性时程分析中，塑性铰的转动增大了塑性铰区域的转动变形，但也消耗了一部分的地震输入能量。 基于非线性时程分析法对V形塔进行了以曲率为损伤指标的地震易损性分析，结果表明，独柱塔塔底变截面为V形塔最容易发生损伤的部位，拱塔塔底变截面 次之；为解决地震作用下V形塔下塔柱内力较大导致的地震损伤问题，通过对非对称V形塔斜拉桥地震易损性影响因素分析得出，增大V形塔塔底截面尺寸、配箍率和纵向钢筋配筋率可以有效改善V形塔因塔底弯矩过大导致的地震损伤，提高斜拉桥的抗震能力。 （4）基于非线性时程分析法，研究关键结构参数对非对称V形塔斜拉桥地震响应影响，结构参数包括结构体系、主梁刚度、桥塔刚度比、斜拉索刚度以及V形塔夹角。为解决非对称V形塔斜拉桥地震作用下独柱塔横向变形较大的问题，可以通过增大主梁刚度和拱塔刚度来减小独柱塔的横向变形。 |
| 作者： | 王叶寒 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杜柏松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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