考慮樁-土相互作用的深水高墩大跨橋梁抗震性能分析
發(fā)布時(shí)間:2021-11-19 18:53
隨著我國(guó)公共交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展和完善,交通網(wǎng)絡(luò)中處于深水中的高墩大跨橋梁也日益增多。盡管既往針對(duì)高墩大跨橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能的研究已有不少,然而大多忽略了樁-土相互作用或者動(dòng)水壓力的影響,特別是對(duì)二者聯(lián)合作用影響的研究尚不夠深入,從而導(dǎo)致我國(guó)當(dāng)前的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于動(dòng)水壓力和樁-土相互作用在分析中的模擬方法尚缺乏明確的指導(dǎo)和說明。因此,有必要在這方面進(jìn)一步展開系統(tǒng)地研究。本文以主要以某深水庫(kù)區(qū)一高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁為工程背景,考慮了樁-土相互作用、動(dòng)水壓力以及二者聯(lián)合作用效應(yīng)的影響,基于OpenSEES源代碼分析平臺(tái)分別展開了定性的和定量的抗震研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)基于OpenSEES軟件編寫了典型高烈度區(qū)深水高墩大跨橋梁的非線性基準(zhǔn)有限元模型代碼,并在此基礎(chǔ)上分別建立了①既不考慮動(dòng)水壓力也不考慮樁土相互作用、②只考慮動(dòng)水壓力、③基于“m”法考慮樁-土相互作用、④基于“p-y曲線”法考慮樁-土相互作用、⑤“m”法+動(dòng)水壓力;⑥“p-y曲線”法+動(dòng)水壓力六種分析模型,通過輸入兩組地震波時(shí)程激勵(lì),定性地分析了動(dòng)水壓力和樁-土相互作用對(duì)橋梁動(dòng)力特性和地震響應(yīng)的影響規(guī)律。研...
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2下部結(jié)構(gòu)震害??
連接件破壞;④基礎(chǔ)破壞;⑤其它震害現(xiàn)象。??1.2.〗上部結(jié)構(gòu)震害??上部結(jié)構(gòu)比較典型的是鋼結(jié)構(gòu)屈曲破壞,如圖1.1?(a)所示。破壞性地震中??由于移位過大、支承連接件的破壞以及下部結(jié)構(gòu)失效導(dǎo)致的破壞比較常見,比較??常見的是梁間碰撞、扭曲、落梁以及裂縫等現(xiàn)象,其中落梁震害如圖1.1(b)所示。??(a)鋼箱梁局部屈曲震害?(b)上部結(jié)構(gòu)落梁震害??圖1.1橋梁上部結(jié)構(gòu)震害??1.2.2下部結(jié)構(gòu)震害??地震作用下橋梁下部結(jié)構(gòu)的破壞主要體現(xiàn)在橋臺(tái)和橋墩上。這兩個(gè)構(gòu)件會(huì)由??于由上部結(jié)構(gòu)經(jīng)支座傳遞下來的地震力以及本身的慣性力過大時(shí)開裂產(chǎn)生裂縫甚??至有可能折斷。其中設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度的不足以及構(gòu)造的缺陷是橋墩在地??震作用下遭到破壞的主要自身原因。鋼筋混凝土橋墩在地震作用下主要有彎曲破??\?ilt??(a)彎曲破壞?(b)剪切破壞??圖1.2下部結(jié)構(gòu)震害??2??
(a)盆式支座破壞?(b)板式支座破壞??圖1.3支座破壞??1.2.4基礎(chǔ)震害??粧基礎(chǔ)由于其良好的抗震性能在許多大型橋梁結(jié)構(gòu)中被應(yīng)用。但是在某些強(qiáng)??地震中發(fā)現(xiàn)其依然存在震害現(xiàn)象,如圖1.4所示。??Ml?ff??(a)粧頭處剪切破壞?(b)樁基與承臺(tái)聯(lián)結(jié)失效??圖1.4橋梁粧基礎(chǔ)震害??1.2.5其它震害??在2008年汶川大地震中發(fā)現(xiàn)了一種以前沒有見過的震害:廟子坪大橋處于水??下部分的橋墩墩身在地震作用下嚴(yán)重開裂141,并有大量橫向裂縫且只出現(xiàn)在上游??游墩柱,如圖1.5所示。根據(jù)震害測(cè)量的結(jié)果得知:處于水中部分的橋墩出現(xiàn)明??顯的傾斜,其中墩頂最大的偏移量達(dá)到83cm,而其它不在水中的橋墩偏移量均不??超過8cm。由于橋墩的傾斜導(dǎo)致橋梁跨度的改變,其中第10跨度變化量超過60cm,??從而導(dǎo)致落梁,需要說明的是,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查這一跨在落梁過程中并沒有發(fā)生??碰撞的痕跡。另一個(gè)需要提出的是,廟子坪大橋防震擋塊、支座以及橋臺(tái)均存在??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近、遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)震下深水橋梁群樁基礎(chǔ)的非線性響應(yīng)及損傷特性[J]. 江輝,王志,白曉宇,曾聰,王敏. 振動(dòng)與沖擊. 2017(24)
[2]結(jié)合地震易損性分析的橋梁地震損傷識(shí)別[J]. 單德山,周筱航,楊景超,李喬. 振動(dòng)與沖擊. 2017(16)
[3]公路橋梁地震易損性分析的研究綜述與展望[J]. 吳文朋,李立峰,胡思聰,徐卓君. 地震工程與工程振動(dòng). 2017(04)
[4]基于IDA方法的高速鐵路連續(xù)梁橋易損性分析[J]. 韓興,李鑫,向?qū)毶?崔圣愛,祝兵. 公路交通科技. 2016(02)
[5]動(dòng)水壓力與波浪效應(yīng)對(duì)隔震橋梁地震反應(yīng)的影響分析[J]. 冼巧玲,馮俊迎,崔杰. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(06)
[6]基于IDA的高墩大跨橋梁地震易損性分析[J]. 吳文朋,李立峰,王連華,黃佳梅. 地震工程與工程振動(dòng). 2012(03)
[7]板式橡膠支座地震易損性分析[J]. 李立峰,吳文朋,黃佳梅,王連華. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(11)
[8]考慮動(dòng)水壓力影響的單柱式橋墩地震反應(yīng)分析[J]. 李富榮,陳國(guó)興,王志華. 地震工程與工程振動(dòng). 2008(02)
[9]地震作用下鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)易損性分析[J]. H.Hwang,劉晶波. 土木工程學(xué)報(bào). 2004(06)
[10]橋梁樁土相互作用的集中質(zhì)量模型及參數(shù)確定[J]. 孫利民,張晨南,潘龍,范立礎(chǔ). 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(04)
博士論文
[1]考慮不確定性的鋼筋混凝土橋梁地震易損性研究[D]. 吳文朋.湖南大學(xué) 2016
[2]深水橋梁動(dòng)水壓力分析方法研究[D]. 楊萬(wàn)理.西南交通大學(xué) 2012
[3]深水橋梁的地震響應(yīng)研究[D]. 劉振宇.西南交通大學(xué) 2008
[4]飽和砂土液化過程中樁土相互作用p-y曲線研究[D]. 戚春香.天津大學(xué) 2008
本文編號(hào):3505653
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2下部結(jié)構(gòu)震害??
連接件破壞;④基礎(chǔ)破壞;⑤其它震害現(xiàn)象。??1.2.〗上部結(jié)構(gòu)震害??上部結(jié)構(gòu)比較典型的是鋼結(jié)構(gòu)屈曲破壞,如圖1.1?(a)所示。破壞性地震中??由于移位過大、支承連接件的破壞以及下部結(jié)構(gòu)失效導(dǎo)致的破壞比較常見,比較??常見的是梁間碰撞、扭曲、落梁以及裂縫等現(xiàn)象,其中落梁震害如圖1.1(b)所示。??(a)鋼箱梁局部屈曲震害?(b)上部結(jié)構(gòu)落梁震害??圖1.1橋梁上部結(jié)構(gòu)震害??1.2.2下部結(jié)構(gòu)震害??地震作用下橋梁下部結(jié)構(gòu)的破壞主要體現(xiàn)在橋臺(tái)和橋墩上。這兩個(gè)構(gòu)件會(huì)由??于由上部結(jié)構(gòu)經(jīng)支座傳遞下來的地震力以及本身的慣性力過大時(shí)開裂產(chǎn)生裂縫甚??至有可能折斷。其中設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度的不足以及構(gòu)造的缺陷是橋墩在地??震作用下遭到破壞的主要自身原因。鋼筋混凝土橋墩在地震作用下主要有彎曲破??\?ilt??(a)彎曲破壞?(b)剪切破壞??圖1.2下部結(jié)構(gòu)震害??2??
(a)盆式支座破壞?(b)板式支座破壞??圖1.3支座破壞??1.2.4基礎(chǔ)震害??粧基礎(chǔ)由于其良好的抗震性能在許多大型橋梁結(jié)構(gòu)中被應(yīng)用。但是在某些強(qiáng)??地震中發(fā)現(xiàn)其依然存在震害現(xiàn)象,如圖1.4所示。??Ml?ff??(a)粧頭處剪切破壞?(b)樁基與承臺(tái)聯(lián)結(jié)失效??圖1.4橋梁粧基礎(chǔ)震害??1.2.5其它震害??在2008年汶川大地震中發(fā)現(xiàn)了一種以前沒有見過的震害:廟子坪大橋處于水??下部分的橋墩墩身在地震作用下嚴(yán)重開裂141,并有大量橫向裂縫且只出現(xiàn)在上游??游墩柱,如圖1.5所示。根據(jù)震害測(cè)量的結(jié)果得知:處于水中部分的橋墩出現(xiàn)明??顯的傾斜,其中墩頂最大的偏移量達(dá)到83cm,而其它不在水中的橋墩偏移量均不??超過8cm。由于橋墩的傾斜導(dǎo)致橋梁跨度的改變,其中第10跨度變化量超過60cm,??從而導(dǎo)致落梁,需要說明的是,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查這一跨在落梁過程中并沒有發(fā)生??碰撞的痕跡。另一個(gè)需要提出的是,廟子坪大橋防震擋塊、支座以及橋臺(tái)均存在??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近、遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)震下深水橋梁群樁基礎(chǔ)的非線性響應(yīng)及損傷特性[J]. 江輝,王志,白曉宇,曾聰,王敏. 振動(dòng)與沖擊. 2017(24)
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[3]公路橋梁地震易損性分析的研究綜述與展望[J]. 吳文朋,李立峰,胡思聰,徐卓君. 地震工程與工程振動(dòng). 2017(04)
[4]基于IDA方法的高速鐵路連續(xù)梁橋易損性分析[J]. 韓興,李鑫,向?qū)毶?崔圣愛,祝兵. 公路交通科技. 2016(02)
[5]動(dòng)水壓力與波浪效應(yīng)對(duì)隔震橋梁地震反應(yīng)的影響分析[J]. 冼巧玲,馮俊迎,崔杰. 地震工程與工程振動(dòng). 2014(06)
[6]基于IDA的高墩大跨橋梁地震易損性分析[J]. 吳文朋,李立峰,王連華,黃佳梅. 地震工程與工程振動(dòng). 2012(03)
[7]板式橡膠支座地震易損性分析[J]. 李立峰,吳文朋,黃佳梅,王連華. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(11)
[8]考慮動(dòng)水壓力影響的單柱式橋墩地震反應(yīng)分析[J]. 李富榮,陳國(guó)興,王志華. 地震工程與工程振動(dòng). 2008(02)
[9]地震作用下鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)易損性分析[J]. H.Hwang,劉晶波. 土木工程學(xué)報(bào). 2004(06)
[10]橋梁樁土相互作用的集中質(zhì)量模型及參數(shù)確定[J]. 孫利民,張晨南,潘龍,范立礎(chǔ). 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(04)
博士論文
[1]考慮不確定性的鋼筋混凝土橋梁地震易損性研究[D]. 吳文朋.湖南大學(xué) 2016
[2]深水橋梁動(dòng)水壓力分析方法研究[D]. 楊萬(wàn)理.西南交通大學(xué) 2012
[3]深水橋梁的地震響應(yīng)研究[D]. 劉振宇.西南交通大學(xué) 2008
[4]飽和砂土液化過程中樁土相互作用p-y曲線研究[D]. 戚春香.天津大學(xué) 2008
本文編號(hào):3505653
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