整体拼装式自复位桥墩抗震性能研究及改进
发布时间：2021-01-02 16:32
与传统现浇钢筋混凝土桥墩相比,整体拼装式自复位桥墩具有施工速度快、受环境因素影响小,震后残余位移小且易修复等优点,因此日渐受到设计人员的重视。选取两个典型的整体拼装式自复位桥墩（编号为PT2和HBD2）,通过拟静力和非线性时程分析,并与现浇桥墩对比,分析了不同类型桥墩的抗震性能。在此基础上提出了一种带有缓冲垫层的整体拼装式自复位桥墩的新型构造形式,并通过非线性时程分析验证了该构造形式的优越性。本文的主要研究内容及得出的主要结论如下:（1）根据水平地震力作用下耗能钢筋的应力状态,将桥墩的受力过程分为三个阶段,并分析了桥墩在临界状态和极限状态下的墩顶位移、墩底弯矩和极限抗剪承载力,弥补了当前忽略耗能钢筋且只以受压区高度判定整体拼装式自复位桥墩的受力状态的缺陷。研究表明,整体拼装式自复位桥墩的抗剪能力取决于墩底接缝摩擦力大小,一般情况下墩底接缝不会发生剪切破坏。（2）在以往学者研究的基础上,建立PT2、HBD2桥墩的Abaqus实体模型,并通过拟静力分析验证了模型的有效性。此后,建立相同配置及参数的现浇模型,对比分析了整体拼装式自复位桥墩与现浇桥墩抗震性能的差异。还分析了轴压比、预应力度、预...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄徐路桥及其底部结构形式[3]
?１?１??图１－４现浇整体式自复位桥墩?图１－５整体拼装式自复位桥墩??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｓｅｌｆ－ｃｅｎｔｅｉｎｇ?ｐｉｅｒ?Ｆｉｇ．?１－５?Ｉｎｔｅｇｒａｌ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｓｅｌｆ－ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ?ｐｉｅｒ??１．３自复位桥墩的国外研究现状??Ｈ〇ｕＳｎｅｒ［４］最先提出摇摆结构，在Ｉ９６０年的智利地震中，观察到屹立不倒的高??位水塔，发现高位水塔的上部结构和下部结构的连接被弱化，即允许上部结构发生??提离，因此高位水塔幸存下来。??上世纪９０年代，美国和日本通过“预制抗震结构体系”项目，提出在预制结??构体系的抗震设计中引入创新的节点连接形式一一延性连接，即在预制混凝土建??筑中采用延性连接的方式。该方案的提出，极大地推动了预制结构的发展。在这些??延性连接解决方案中，为了仿照现浇混凝土结构，使用后张拉技术组装预制构件，??从而满足交界处非线性变形的需求。??此后
?北京交通大学硕士学位论文???提出新恢复力模型，通过与试验中滞回曲线的对比，证明新恢复力模型的正确性。??２００４年，加州大学Ｓａｋａｉ等＾１提出了新的结构体系，该结构体系复合使用了??无粘接预应力钢束和普通钢筋，即通过无粘接预应力钢束和普通钢筋贯通刚接的??桥墩与基础，通过拟静力数值试验和动力时程数值试验，试件模型如图１－７所示。??在相同地震波作用下，现浇桥墩与现浇整体式自复位桥墩的峰值位移相同，现浇桥??墩的残余位移为１％，而现浇整体式自复位桥墩的残余位移为０．１％，试验结果表明??在同样地震波作用下：??（１）现浇整体式自复位桥墩残余位移比普通混凝土桥墩要小；??（２?）现浇整体式自复位桥墩峰值位移比普通混凝土桥墩要小；??（３）现浇整体式自复位桥墩的峰值位移与残余位移随着预应力的增大而变小。??作者还提出了基于纤维单元的集中塑性模型，与传统塑性纤维单元将非线性??集中在单元末端的力矩旋转弹簧中不同，该单元将非线性本构行为集中于单元末??端指定的塑性铰区域内，如图１－８所示。与振动台试验对比，验证了基于该单元模??型的正确性。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]摇摆桥墩的研究综述[J]. 杜修力,周雨龙,韩强,王智慧. 地震工程与工程振动. 2018(05)
[2]自复位结构延性需求谱研究[J]. 杨博雅,吕西林. 振动与冲击. 2018(18)
[3]修正的Giuffre-Menegotto-Pinto钢筋滞回本构模型[J]. 雷燕云,谢旭. 浙江大学学报(工学版). 2018(10)
[4]自复位双柱式摇摆桥梁抗震设计方法及工程应用[J]. 韩强,贾振雷,何维利,肖永铭,贾俊峰,杜修力. 中国公路学报. 2017(12)
[5]带刚度退化的一种自复位混凝土桥墩简化分析模型[J]. 刘晖,何铭华,辛克贵,郭佳,刘文. 清华大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]Kelvin模型和Maxwell模型在基底摇摆隔震中的比较[J]. 支浩迪. 铁道建筑技术. 2015(09)
[7]分离式承台摇摆抗震及其有限元模拟[J]. 杨浩林,袁万城. 哈尔滨工程大学学报. 2015(06)
[8]摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法研究[J]. 王军文,张伟光,李建中. 振动与冲击. 2014(24)
[9]耗能防撞装置在桥墩基底摇摆隔震中的性能研究[J]. 支浩迪. 路基工程. 2014(01)
[10]分离式高桩基础承台抗震性能分析[J]. 杨浩林,陈卫伟,袁万城. 结构工程师. 2013(04)
博士论文
[1]铁路高墩抗震设计方法研究[D]. 夏修身.兰州交通大学 2012
[2]橡胶隔震支座力学性能及隔震结构地震反应分析研究[D]. 刘文光.北京工业大学 2003
硕士论文
[1]节段拼装钢管混凝土桥墩的抗震性能研究及改进[D]. 江梦莹.北京交通大学 2018
[2]铅芯橡胶支座动力学特性及其在钢结构中减震应用研究[D]. 王坚.北京交通大学 2017
[3]节段预制拼装钢管混凝土桥墩抗震性能研究[D]. 张强.北京工业大学 2016
[4]高阻尼橡胶支座力学性能及其应用研究[D]. 姜春环.北京工业大学 2016
[5]改善节段拼装桥墩抗震性能构造措施的研究[D]. 刘诗文.大连理工大学 2016
[6]铁路摇摆隔震桥墩抗震性能试验研究[D]. 徐培淞.兰州交通大学 2015
[7]基底摇摆隔震桥墩的地震反应研究[D]. 支浩迪.兰州交通大学 2014
[8]基于Opensees的无粘结预应力混凝土桥墩数值模拟与抗震性能分析[D]. 信坤.北京交通大学 2013
[9]节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能理论研究[D]. 虎良.清华大学 2012
[10]基于性能的新型自复位桥墩抗震理论与试验研究[D]. 郭佳.清华大学 2012
本文编号：2953255
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄徐路桥及其底部结构形式[3]
?１?１??图１－４现浇整体式自复位桥墩?图１－５整体拼装式自复位桥墩??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｓｅｌｆ－ｃｅｎｔｅｉｎｇ?ｐｉｅｒ?Ｆｉｇ．?１－５?Ｉｎｔｅｇｒａｌ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｓｅｌｆ－ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ?ｐｉｅｒ??１．３自复位桥墩的国外研究现状??Ｈ〇ｕＳｎｅｒ［４］最先提出摇摆结构，在Ｉ９６０年的智利地震中，观察到屹立不倒的高??位水塔，发现高位水塔的上部结构和下部结构的连接被弱化，即允许上部结构发生??提离，因此高位水塔幸存下来。??上世纪９０年代，美国和日本通过“预制抗震结构体系”项目，提出在预制结??构体系的抗震设计中引入创新的节点连接形式一一延性连接，即在预制混凝土建??筑中采用延性连接的方式。该方案的提出，极大地推动了预制结构的发展。在这些??延性连接解决方案中，为了仿照现浇混凝土结构，使用后张拉技术组装预制构件，??从而满足交界处非线性变形的需求。??此后
?北京交通大学硕士学位论文???提出新恢复力模型，通过与试验中滞回曲线的对比，证明新恢复力模型的正确性。??２００４年，加州大学Ｓａｋａｉ等＾１提出了新的结构体系，该结构体系复合使用了??无粘接预应力钢束和普通钢筋，即通过无粘接预应力钢束和普通钢筋贯通刚接的??桥墩与基础，通过拟静力数值试验和动力时程数值试验，试件模型如图１－７所示。??在相同地震波作用下，现浇桥墩与现浇整体式自复位桥墩的峰值位移相同，现浇桥??墩的残余位移为１％，而现浇整体式自复位桥墩的残余位移为０．１％，试验结果表明??在同样地震波作用下：??（１）现浇整体式自复位桥墩残余位移比普通混凝土桥墩要小；??（２?）现浇整体式自复位桥墩峰值位移比普通混凝土桥墩要小；??（３）现浇整体式自复位桥墩的峰值位移与残余位移随着预应力的增大而变小。??作者还提出了基于纤维单元的集中塑性模型，与传统塑性纤维单元将非线性??集中在单元末端的力矩旋转弹簧中不同，该单元将非线性本构行为集中于单元末??端指定的塑性铰区域内，如图１－８所示。与振动台试验对比，验证了基于该单元模??型的正确性。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]摇摆桥墩的研究综述[J]. 杜修力,周雨龙,韩强,王智慧. 地震工程与工程振动. 2018(05)
[2]自复位结构延性需求谱研究[J]. 杨博雅,吕西林. 振动与冲击. 2018(18)
[3]修正的Giuffre-Menegotto-Pinto钢筋滞回本构模型[J]. 雷燕云,谢旭. 浙江大学学报(工学版). 2018(10)
[4]自复位双柱式摇摆桥梁抗震设计方法及工程应用[J]. 韩强,贾振雷,何维利,肖永铭,贾俊峰,杜修力. 中国公路学报. 2017(12)
[5]带刚度退化的一种自复位混凝土桥墩简化分析模型[J]. 刘晖,何铭华,辛克贵,郭佳,刘文. 清华大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]Kelvin模型和Maxwell模型在基底摇摆隔震中的比较[J]. 支浩迪. 铁道建筑技术. 2015(09)
[7]分离式承台摇摆抗震及其有限元模拟[J]. 杨浩林,袁万城. 哈尔滨工程大学学报. 2015(06)
[8]摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法研究[J]. 王军文,张伟光,李建中. 振动与冲击. 2014(24)
[9]耗能防撞装置在桥墩基底摇摆隔震中的性能研究[J]. 支浩迪. 路基工程. 2014(01)
[10]分离式高桩基础承台抗震性能分析[J]. 杨浩林,陈卫伟,袁万城. 结构工程师. 2013(04)
博士论文
[1]铁路高墩抗震设计方法研究[D]. 夏修身.兰州交通大学 2012
[2]橡胶隔震支座力学性能及隔震结构地震反应分析研究[D]. 刘文光.北京工业大学 2003
硕士论文
[1]节段拼装钢管混凝土桥墩的抗震性能研究及改进[D]. 江梦莹.北京交通大学 2018
[2]铅芯橡胶支座动力学特性及其在钢结构中减震应用研究[D]. 王坚.北京交通大学 2017
[3]节段预制拼装钢管混凝土桥墩抗震性能研究[D]. 张强.北京工业大学 2016
[4]高阻尼橡胶支座力学性能及其应用研究[D]. 姜春环.北京工业大学 2016
[5]改善节段拼装桥墩抗震性能构造措施的研究[D]. 刘诗文.大连理工大学 2016
[6]铁路摇摆隔震桥墩抗震性能试验研究[D]. 徐培淞.兰州交通大学 2015
[7]基底摇摆隔震桥墩的地震反应研究[D]. 支浩迪.兰州交通大学 2014
[8]基于Opensees的无粘结预应力混凝土桥墩数值模拟与抗震性能分析[D]. 信坤.北京交通大学 2013
[9]节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能理论研究[D]. 虎良.清华大学 2012
[10]基于性能的新型自复位桥墩抗震理论与试验研究[D]. 郭佳.清华大学 2012
本文编号：2953255
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