【摘要】：2008年5月12日,我國四川省汶川縣發(fā)生8.0級大地震,受災(zāi)地區(qū)人民群眾死傷慘重,國家和人民的財產(chǎn)蒙受了巨大的損失。地震造成受災(zāi)區(qū)域內(nèi)多處橋梁結(jié)構(gòu)遭受不同程度的震害,對于其中一些高墩橋梁,由于其高橋墩墩體自重大,柔度大,阻尼小,該類橋梁在地震中的地震響應(yīng)比其他規(guī)則橋梁更為復(fù)雜,受地震損害后修復(fù)困難。其中高墩橋梁壽江大橋發(fā)生了較明顯的地震損害。本文以壽江大橋震害為例,應(yīng)用SAP2000有限元軟件建立了結(jié)構(gòu)有限元分析模型,采用非線性時程方法,探討了壽江大橋的震害機理,并對其進行了地震響應(yīng)參數(shù)分析,總結(jié)了此高墩橋梁地震響應(yīng)特征及相應(yīng)有效的減震措施,為今后類似橋梁的抗震設(shè)計提供了部分參考。本文主要工作及進展如下:(1)介紹了本文的研究背景及意義,論述了橋梁結(jié)構(gòu)類別劃分及其震害特點,并介紹了地震響應(yīng)分析方法的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀。(2)論述了汶川大地震整體震害概況及地震中橋梁震害特征,分析了研究對象壽江大橋的工程概況及震害情況。并總結(jié)壽江橋主要震害特征為:上部結(jié)構(gòu)震害主要表現(xiàn)為縱橋向主梁移位,主梁移位又引起碰撞及支座、橋臺、擋塊的破壞;橋墩破壞以第一聯(lián)內(nèi)雙柱矮墩破壞為主,其各墩墩底均出現(xiàn)裂縫。(3)基于非線性時程分析結(jié)果,研究了壽江大橋及類似高墩橋梁的震害特征,揭示了類似橋梁震害機理。壽江大橋自振特性分析表明,其高墩橋跨部分與相鄰兩側(cè)矮墩橋跨部分基本周期相差較大,高墩橋跨部分高階振型貢獻較大;選取兩條實際汶川地震波進行非線性時程分析,發(fā)現(xiàn)模型主梁存在較大的位移,伸縮縫發(fā)生碰撞,部分支座發(fā)生明顯滑移,模型矮墩墩底發(fā)生開裂。揭示了類似橋梁震害機理:相鄰聯(lián)之間自振特性的較大差異導(dǎo)致主梁之間產(chǎn)生較大非同向運動及主梁較大的位移,進而引起伸縮縫處的碰撞、支座滑移及橋墩墩底彎矩過大開裂等震害產(chǎn)生。(4)揭示了碰撞效應(yīng)是高墩橋梁地震損傷的重要影響因素。高橋墩墩體自重大,柔度大,阻尼小,易與鄰跨結(jié)構(gòu)或橋臺發(fā)生碰撞,伸縮縫處的碰撞進而會引起橋墩墩頂位移反應(yīng)及墩底彎矩的較大變化,對地震反應(yīng)有重要影響。(5)基于壽江大橋震害機理分析及參數(shù)分析結(jié)果,提出了在橋跨間設(shè)置一種連梁裝置的減震措施。通過建立考慮該裝置的有限元分析模型并對其進行計算分析,與未考慮該裝置的有限元模型分析結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)此措施對結(jié)構(gòu)震害的減小作用比較明顯。
【圖文】：

橋墩為雙柱式圓形橋墩，其余橋墩為矩形獨柱墩。根據(jù)上述數(shù)大橋不僅橋墩墩高較高，且橋墩之間存在較大的墩高差異，件層面和結(jié)構(gòu)體系層面均不規(guī)則，屬于非規(guī)則高墩梁橋，第梁。如下圖所示為壽江大橋[27]。

圖 1.2.2 修復(fù)中的廟子坪岷江大橋邊梁落梁、破碎，鋼筋外露 圖 1.2.4 邊梁落梁，一側(cè)搭梁梁端的伸縮縫、變形縫破壞。在連續(xù)梁橋的主梁之間、有伸縮縫和變形縫，，來滿足結(jié)構(gòu)因溫度變化、沉降、荷而結(jié)構(gòu)在劇烈地震作用下，會產(chǎn)生較大相對位移，使這
【學(xué)位授予單位】：交通運輸部公路科學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U442.55

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本文編號：2529397