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高墩大跨混凝土连续刚构桥抗震性能研究
| 论文题名： | 高墩大跨混凝土连续刚构桥抗震性能研究 |
| 关键词： | 刚构桥;模态测试;伪动力实验;高阶振型;地震反应 |
| 摘要： | 高墩大跨混凝土连续刚构桥具有造型优美、跨越能力强、施工方便、造价低等诸多优点，近年在我国山高谷深的西南、西北地区大量采用。由于应用历史较短，除2008年紫坪铺大桥外，国内外均无该类桥梁的震害经验。高墩大跨刚构桥通常作为交通干线的骨干桥梁，其地震破坏会对整个区域的运输和地震救援工作造成很大影响，因此，开展高墩大跨混凝土连续刚构桥的抗震性能的研究，掌握其破坏机理和极限抗震能力具有重要工程意义。 本文通过现场桥梁震害调查与分析、实桥现场模态测试、桥梁模型伪动力试验、模型振动台实验以及数值模拟等综合手段对高墩大跨混凝土连续刚构桥动力抗震性能进行研究，取得以下主要成果。 基于材料、构造、地震作用等因素对桥梁震害进行了梳理，着重阐述了各类典型桥型的震害机理，探讨了各类桥梁的抗震薄弱环节，据此提出了改进设计的建议。 以高140米、主跨170米的云南牛栏江大桥这一高墩大跨混凝土连续刚构桥的代表为对象，首先对其进行实桥模态测试，获取了横桥向、纵桥向和垂直向模态参数，为后续模型设计和有限元分析提供了坚实依据。 基于实桥模态测试结果，结合结构构造分析，确认该桥抗震薄弱方向为横桥向，据此按照1/12的比例设计了高12米、长24米的4墩3跨混凝土连续刚构桥梁模型，并用伪动力试验装置探讨了其横桥向极限抗震能力及破坏模式。结果表明，按照现行规范设计的混凝土连续刚构桥具有很强的抗震能力，主要破坏模式为呈较好延性的墩横向弯曲破坏，塑性铰接近墩底。 通过模型振动台实验，探讨了高阶振型对高柔结构地震反应的影响。结果表明：高阶振型在对高柔结构体系地震反应中不同物理量贡献不同，体系顶点位移由一阶频率控制；体系底部和中部应变受高阶振型影响比较明显；高阶振型对体系中部应变贡献比对体系根部应变贡献大。 基于上述现场实测及模型实验结果，通过ABAQUS有限元软件全面探讨了牛栏江大桥的抗震性能，取得了与实验吻合较好的分析结果。 |
| 作者： | 李保宽 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 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： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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