汶川地震寿江大桥震害机理及地震响应参数分析

发布时间：2019-08-26 15:22

【摘要】：2008年5月12日,我国四川省汶川县发生8.0级大地震,受灾地区人民群众死伤惨重,国家和人民的财产蒙受了巨大的损失。地震造成受灾区域内多处桥梁结构遭受不同程度的震害,对于其中一些高墩桥梁,由于其高桥墩墩体自重大,柔度大,阻尼小,该类桥梁在地震中的地震响应比其他规则桥梁更为复杂,受地震损害后修复困难。其中高墩桥梁寿江大桥发生了较明显的地震损害。本文以寿江大桥震害为例,应用SAP2000有限元软件建立了结构有限元分析模型,采用非线性时程方法,探讨了寿江大桥的震害机理,并对其进行了地震响应参数分析,总结了此高墩桥梁地震响应特征及相应有效的减震措施,为今后类似桥梁的抗震设计提供了部分参考。本文主要工作及进展如下:(1)介绍了本文的研究背景及意义,论述了桥梁结构类别划分及其震害特点,并介绍了地震响应分析方法的发展历程及研究现状。(2)论述了汶川大地震整体震害概况及地震中桥梁震害特征,分析了研究对象寿江大桥的工程概况及震害情况。并总结寿江桥主要震害特征为:上部结构震害主要表现为纵桥向主梁移位,主梁移位又引起碰撞及支座、桥台、挡块的破坏;桥墩破坏以第一联内双柱矮墩破坏为主,其各墩墩底均出现裂缝。(3)基于非线性时程分析结果,研究了寿江大桥及类似高墩桥梁的震害特征,揭示了类似桥梁震害机理。寿江大桥自振特性分析表明,其高墩桥跨部分与相邻两侧矮墩桥跨部分基本周期相差较大,高墩桥跨部分高阶振型贡献较大;选取两条实际汶川地震波进行非线性时程分析,发现模型主梁存在较大的位移,伸缩缝发生碰撞,部分支座发生明显滑移,模型矮墩墩底发生开裂。揭示了类似桥梁震害机理:相邻联之间自振特性的较大差异导致主梁之间产生较大非同向运动及主梁较大的位移,进而引起伸缩缝处的碰撞、支座滑移及桥墩墩底弯矩过大开裂等震害产生。(4)揭示了碰撞效应是高墩桥梁地震损伤的重要影响因素。高桥墩墩体自重大,柔度大,阻尼小,易与邻跨结构或桥台发生碰撞,伸缩缝处的碰撞进而会引起桥墩墩顶位移反应及墩底弯矩的较大变化,对地震反应有重要影响。(5)基于寿江大桥震害机理分析及参数分析结果,提出了在桥跨间设置一种连梁装置的减震措施。通过建立考虑该装置的有限元分析模型并对其进行计算分析,与未考虑该装置的有限元模型分析结果进行对比,发现此措施对结构震害的减小作用比较明显。
【图文】：

桥墩为双柱式圆形桥墩，其余桥墩为矩形独柱墩。根据上述数大桥不仅桥墩墩高较高，且桥墩之间存在较大的墩高差异，件层面和结构体系层面均不规则，属于非规则高墩梁桥，第梁。如下图所示为寿江大桥[27]。

图 1.2.2 修复中的庙子坪岷江大桥边梁落梁、破碎，钢筋外露 图 1.2.4 边梁落梁，一侧搭梁梁端的伸缩缝、变形缝破坏。在连续梁桥的主梁之间、有伸缩缝和变形缝，，来满足结构因温度变化、沉降、荷而结构在剧烈地震作用下，会产生较大相对位移，使这
【学位授予单位】：交通运输部公路科学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U442.55

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本文编号：2529397