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原文传递高墩连续刚构桥抗震性能研究

论文题名：	高墩连续刚构桥抗震性能研究
关键词：	连续刚构桥;高墩结构;震害分析;结构力学
摘要：	连续刚构桥以其不俗的跨越能力、平顺的行车条件和方便的施工方法等优点在我国的桥梁建设领域倍受青睐,并呈现了墩身越来越高、跨径越来越大的发展趋势。“5·12汶川大地震”对我国西部地区的交通线路工程造成了空前的冲击,震区内唯一一座经历了强震的高墩连续刚构桥展现出了与传统梁式桥迥然相异的震害特征。我国是地震多发国家,而这类桥梁在我国的历史较短,缺少实际震害经验,因此亟需对其展开相关的抗震性能研究。本文通过结构的力学特性分析、实际震害剖析、伪动力实验、结构仿真分析等手段对高墩连续刚构桥的抗震性能进行研究。主要研究内容包括：　　⑴薄壁空心桥墩在水平地震作用下的计算方法宜以薄壁杆件结构的计算理论作为基础,结构的力学特性分析和国内外四个描述明确的实验结果均表明:在墩顶受到水平荷载作用时,薄壁墩墩底应力分布非均匀,墩底角部较墩底边线中部的应力更大、破坏更严重。　　⑵对庙子坪大桥的震害进行了剖析。实际震害表明:在地震作用下,高墩连续刚构桥的抗震薄弱部位在其主梁边跨的梁端,主要表现为梁端横桥向位移过大,梁端会反复碾压支座、撞击挡块,导致支座的破坏与梁端和挡块的撞击损伤。由支座和挡块的破坏形式可以推测梁端横桥向和竖向的合成运动在顺桥向上的投影接近于一个“贝壳”的形状。　　⑶基于牛栏江大桥这一典型的高墩连续刚构桥的现场模态测试结果,按照其抗震薄弱方向——横桥向,设计了1:12缩尺比的主桥刚构段全桥模型,对模型进行伪动力实验研究。实验结果表明:按1:1加速度比设计的桥梁模型在承受峰值加速度为1.5g的El Centro地震动时仅在桥墩根部出现水平环状裂缝,并未出现混凝土剥落、钢筋屈服等严重破坏,墩底配置纵筋的峰值应变小于其极限应变,表明这一类桥梁结构有着很强的抗震能力。　　⑷依据牛栏江大桥的设计资料,在通用有限元软件Midas/Civil的计算平台下建立了主桥的空间分析模型研究其地震响应。计算结果表明:横桥向上主桥刚构段梁体的位移响应在边跨处会放大,放大效果与输入地震动的峰值加速度和频率成分密切相关;梁端的空间运动轨迹在顺桥方向上的投影近似为一个“贝壳”形状;墩根部截面内钢筋应力呈现角部应力高于墩身边线中部应力的分布趋势,墩根部截面内钢筋的应力-应变曲线在强震作用下呈现出延性柱体的弹塑性滞回特征。
作者：	赵永曦
专业：	结构工程
导师：	郭迅
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：	2013
正文语种：	中文