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既有水管桥的抗震性能评价和加固措施
| 论文题名： | 既有水管桥的抗震性能评价和加固措施 |
| 关键词： | 水管桥;抗震性能;阻尼模型;结构加固 |
| 摘要： | 日本是世界多震国家之一，其桥梁结构的抗震研究一直走在世界的前列。由于日本新的桥梁抗震设计规范的颁布执行，需要对既有的桥梁重新进行抗震性能评估。本文对日本一座既有水管桥按照2012年日本修订的抗震设计规范进行安全性能评价及有效地加固。 水管桥是利用桥梁上部结构的箱型截面梁输送水的特殊功能桥梁。它是城镇生活和工业的生命线之一,对其进行抗震研究是防灾减灾的重要组成部分。与普通桥梁的抗震性能研究不同，研究水管桥时需考虑动水压力的影响，本文以附加质量的形式模拟动水压力对水管桥动力特性和地震响应的影响。 结构动力响应分析中阻尼是主要参数之一。本文针对阻尼模型的合理选择进行了讨论。首先对横桥向和顺桥向分别进行模态分析，通过分析振型特征和阻尼分布特点，对横桥向分别采用Rayleigh阻尼模型、分块Rayleigh阻尼模型进行动力计算；对顺桥向采用Rayleigh阻尼模型进行动力计算。在线性动力分析中评价各阻尼模型的合理性，两个方向的地震响应均以振型叠加法所得结果作为精确解。然后将选定的阻尼模型引入弹塑性地震反应分析中。 为评价水管桥的抗震性能，运用TDAP有限元软件对水管桥建立三维梁单元杆系模型进行数值计算，其中钢筋混凝土桥墩采用弹塑性梁单元模拟，对弹塑性梁单元采用武田模型加以模拟，上部结构和钢构件采用弹性梁单元，桩基础采用线性节点弹簧。然后在罕遇地震作用下分别对横桥向和顺桥向进行弹塑性地震响应分析，通过动力分析结果可知横桥向的响应远大于顺桥向，而且在横桥向地震动作用下，钢桁架桥墩的主要竖向构件进入屈服阶段。通过对钢桁架桥墩竖向主要构件采用贴焊钢板的方法提高构件的承载力，再对加固后的水管桥重新建立有限元模型进行抗震性能评价，结果表明此时桥梁处于安全状态。 |
| 作者： | 王云蕾 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 毕继红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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