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漾濞地震金星桥震害机理及抗震措施研究
| 论文题名： | 漾濞地震金星桥震害机理及抗震措施研究 |
| 关键词： | 多跨连续梁桥;震害机理;非线性时程分析;板式橡胶支座;安全性 |
| 摘要： | 2021年5月21日云南省漾濞县境内发生了Ms6.4强烈地震，共导致了3人死亡和34人受伤，地震造成的直接经济损失超过322.711亿元，此次地震给灾区民众的生命和财产安全均造成了重大影响。震后，灾区交通网络系统总体情况良好，救援路线未受到严重阻碍，但灾区多处桥梁和道路仍受到不同程度的损伤。桥梁作为交通网络的重要组成部分，只要在地震中发生严重损伤或倒塌，都可能导致部分地区抗震救灾工作受到影响。中小跨径桥梁因其适应性强、经济性好、施工技术成熟等优点，在我国交通网络中被广泛使用。在我国，板式橡胶支座常应用于中小跨径梁式桥，在盖梁上的垫石和主梁之间常采取无连接方法。在地震影响下，主梁与支座之间容易出现相对滑动，导致主梁位移过大，甚至出现落梁震害。本文以漾濞地震中的一座多跨连续梁桥金星桥为研究对象，以Midas Civil软件为平台创建桥梁结构的有限元模型，采用非线性时程分析方法，研究金星桥在地震下的破坏机理，并根据震害机理提出相应的有效抗震措施，为今后该桥型梁桥的设计提供一定的参考。以下为本文完成的工作: (1)介绍本文的研究背景及意义，查阅相关资料，总结了连续梁桥常见震害，并介绍了桥梁抗震相关领域研究现状。 (2)介绍漾濞地震整体震害概况及金星桥的工程概况，并分析了漾濞台站记录地震动特性和金星桥震害情况。总结金星桥主要震害是由上部主梁发生纵、横向位移，主梁位移又导致桥面铺装开裂、主梁与桥台碰撞、挡块开裂。据生命线工程破坏等级规范，判定现在桥梁的破坏等级。据桥梁抗震设防的水准，判定目前的破坏是否在设防的允许范围内。 (3)以Midas Civil软件为平台考虑板式橡胶支座的滑动、限位挡块的屈服、桩土相互作用、主梁与挡块、桥台的碰撞及桥墩的塑性建立有限元模型。以模型的时程分析结果为基础，研究了金星桥的震害特征和机理。根据相关研究确定支座、桥墩的损伤指标，判定模型构件所处损失状态。通过E1、E2下的抗震验算，对桥梁进行安全性分析。 (4)基于金星桥震害特点及时程分析结果，研究考虑碰撞和不考虑碰撞效应对结构地震响应的影响，由对比结果可知考虑碰撞效应并采取相应抗震措施可以有效减小主梁移位和发生落梁的可能，但碰撞作用会加大桥墩的能力需求。针对上述受力特点分别建立调整碰撞刚度、设置拉索限位器和黏滞阻尼器的有限元模型，研究其对桥梁抗震性能的影响。对比结果表明，在可能发生碰撞处设置挤压刚度较小的材料、设置限位器和阻尼器能够有效降低桥梁的地震响应，提升抗震性能。 |
| 作者： | 谢星晨 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 林均岐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国地震局工程力学研究所 |
| 学位年度： | 2022 |
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