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城市大型复杂立交工程抗震关键性问题研究
| 论文题名： | 城市大型复杂立交工程抗震关键性问题研究 |
| 关键词： | 桥梁;立交工程;抗震设计;建模;钢筋混凝土桥墩;反复荷载;塑性铰区域;剪切承载力;剪切机理分析;地震作用下延性柱的抗剪设计;轴压比;约束箍筋 |
| 摘要： | 最近的二十余年,全球发生了多次大地震,造成了非常惨重的生命财产损失.大量城市高速道路和高速铁路高架桥、立交桥工程断墩落梁,倾斜坍毁,致使交通几乎全部中断,经济运转受阻,加重了经济损失.随着我国城市化进程的加快,各种类型的复杂立交工程相继在城市交通系统中成为重要保护的结构.国内外对于大型复杂立交工程抗震分析模型的建立尚缺乏研究,为此本文首次提出采用全桥建模的形式,对城市大型复杂立交工程进行了抗震分析,通过全桥模型、主线模型和局部模型的动力特性分析和反应谱分析来确定模型简化的原则.由于立交工程自身的特点,决定了其桥墩高低起伏非常大,因此在桥墩塑性铰区域的抗剪强度计算也成为抗震分析的重点.基于前人研究的基础上,对反复荷载作用下钢筋混凝土墩柱塑性铰区域抗剪强度公式进行了回归分析,并结合试验进行了验证.本文主要完成了以下工作:1、首先,对国内外梁式桥抗震模型建立的原则进行了回顾,并结合上海市莘庄立交工程,首次利用大型有限元软件包ANSYS建立了全桥模型、各主线模型和局部模型,并进行了动力特性和反应谱分析,将全桥模型、主线模型和局部模型的计算结果进行了对比,得到了几个重要的结论.2、首次提出大型复杂立交工程抗震分析建模及简化原则,提出结构地震反应耦联性的概念,分别对连续梁桥和异型板梁桥计算模型提出了简化原则,分析并指出了影响结构模型耦联性的因素.3、系统地回顾了钢筋混凝土墩柱的基本剪切机理和各国规范中抗剪计算的规定.指出对反复荷载作用下、特别是在受弯钢筋屈服以后钢筋混凝土构件受剪破坏机理尚认识不清,国内规范未能建立一个合理公认的受剪计算模式和计算公式.指出了各种理论的优缺点,并进行了比较.4、在对影响钢筋混凝土墩柱塑性铰区剪切强度主要因素进行定性分析的基础上,采用桁架-拱模型理论,总结对比并参照有关国家现行桥梁抗震设计规范的计算公式和理论研究成果,提出考虑轴压比影响和延性水平影响的抗剪强度计算模型.通过回归分析,提出了强震下钢筋混凝土桥墩塑性铰区域剪切强度的实用计算公式. |
| 作者： | 毕桂平 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 范立础 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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