在罕遇地震下,采用基底搖擺橋墩隔震形式可使橋墩在其與基礎(chǔ)兩者的分離面處發(fā)生擺動(dòng),橋墩的搖擺作用消耗了部分地震能量,一定程度上降低了橋梁上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),又達(dá)到了保護(hù)橋墩和基礎(chǔ)的目的。本文以潮安韓江特大橋主橋?yàn)楣こ瘫尘?采用基底搖擺隔震橋墩的減隔震形式,對(duì)其懸臂施工的各個(gè)階段和全橋成橋階段進(jìn)行減隔震研究及設(shè)計(jì)。本文主要從事了以下幾個(gè)方面的研究工作:(1)閱讀和參考了大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)長(zhǎng)聯(lián)大跨連續(xù)梁橋抗震研究相關(guān)文獻(xiàn)資料,總結(jié)分析現(xiàn)狀,并指出已有研究中的不足和欠缺,發(fā)現(xiàn)基底隔震研究相對(duì)較少,為本文的分析研究奠定了基礎(chǔ)。(2)闡述了基底搖擺橋墩減隔震的基本原理及該減隔震體系的優(yōu)點(diǎn),介紹了搖擺橋墩隔震形式的數(shù)值模擬方法。本文采用雙彈簧模型模擬橋墩的搖擺效應(yīng),用Maxwell模型模擬考慮橋墩橫向滑移的搖擺隔震橋墩。(3)建立潮安韓江特大橋主橋11號(hào)橋墩最大懸臂狀態(tài)和全橋成橋階段的空間有限元模型,考慮樁—土相互作用的影響,對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)力特性分析。結(jié)果表明:搖擺隔震橋墩使得橋墩與基礎(chǔ)之間的約束減弱,結(jié)構(gòu)整體剛度減小。因此,采用搖擺隔震橋墩模型的周期均大于未采用的情況,且使得結(jié)構(gòu)的振型模態(tài)發(fā)生較明顯的變化。(4)對(duì)比采用基底搖擺隔震的橋梁與不采用此法橋梁的非線性時(shí)程分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)搖擺隔震橋墩能有效降低施工階段主墩的墩底內(nèi)力,但墩頂位移明顯增大。此后,又對(duì)搖擺隔震橋墩的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)施工階段抗震效果的影響進(jìn)行研究。(5)分析基底搖擺橋墩隔震形式對(duì)成橋階段抗震性能的影響,優(yōu)化搖擺橋墩的布置方式。發(fā)現(xiàn)搖擺橋墩能有效降低成橋階段各主墩的墩底內(nèi)力,但各墩墩頂位移明顯增大。此后,又分析了搖擺橋墩各項(xiàng)參數(shù)對(duì)成橋階段各墩頂位移和墩底內(nèi)力的影響,為以后同類橋的抗震設(shè)計(jì)提供參考。
【學(xué)位單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U442.55
【部分圖文】：

橋主體結(jié)構(gòu)并沒(méi)有受地震影響，該橋的個(gè)別支座在地震影響產(chǎn)生了很大的位移，但震后經(jīng)過(guò)修復(fù)，并沒(méi)有影響其正常運(yùn)行。美國(guó)加州的 Eel River 橋（簡(jiǎn)支鋼桁架橋）采用減隔震技術(shù)進(jìn)行加固，在 1992 年 4 月地震中，該橋受地震影響較小，不影響其正常運(yùn)行使用。在 1995 年 1 月日本的阪神大地震中，采用隔震支座的 6 座橋梁均表現(xiàn)良好[8]。1.2 橋梁減隔震設(shè)計(jì)基本原理1.2.1 常見(jiàn)橋梁震害地震的突發(fā)性和不確定性是造成重大地震災(zāi)害的主要原因。通過(guò)震害調(diào)查以及對(duì)橋梁的震害發(fā)生的位置及其產(chǎn)生的原因分析可知，橋梁的震害主要表現(xiàn)為：（1）上部結(jié)構(gòu)震害主梁在地震作用下會(huì)產(chǎn)生縱、橫橋向的移位，若主梁在伸縮縫處的搭接長(zhǎng)度不夠，則會(huì)導(dǎo)致主梁架空，容易引發(fā)落梁災(zāi)害。主梁在下落過(guò)程中，會(huì)對(duì)橋墩造成嚴(yán)重的破壞。若兩主梁間距太小，地震誘發(fā)的水平的移位也會(huì)導(dǎo)致主梁之間產(chǎn)生碰撞，致使主梁發(fā)生損壞，地震中常見(jiàn)的落梁破壞如圖 1-1 所示。

圖 1-2 常見(jiàn)支座的震害（3）下部結(jié)構(gòu)震害在地震作用下，若下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)發(fā)生震害，則往往難以修復(fù)，整座橋梁只能拆除重建。鋼筋混凝土橋墩的常見(jiàn)的破壞形式有剪切破壞、彎曲破壞和彎—剪混合破壞。約束箍筋配置不足、縱筋焊接或者搭接不牢等原因都會(huì)引起墩柱的延性能力不夠，并直接導(dǎo)致墩柱在地震中發(fā)生彎曲破壞[7]。剪切破壞屬于脆性破壞，若破壞其后果嚴(yán)重，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須避免。常見(jiàn)的橋臺(tái)、橋墩的破壞如圖 1-3 所示。

在地震作用下，若下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)發(fā)生震害，則往往難以修復(fù)，整座橋梁只能除重建。鋼筋混凝土橋墩的常見(jiàn)的破壞形式有剪切破壞、彎曲破壞和彎—剪混合破壞約束箍筋配置不足、縱筋焊接或者搭接不牢等原因都會(huì)引起墩柱的延性能力不夠，直接導(dǎo)致墩柱在地震中發(fā)生彎曲破壞[7]。剪切破壞屬于脆性破壞，若破壞其后果嚴(yán)重在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須避免。常見(jiàn)的橋臺(tái)、橋墩的破壞如圖 1-3 所示。a）橋墩彎—剪破壞 b）橋墩剪切破壞
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2847840