强震作用下桥梁的抗震性能和加固效果研究
本文关键词:强震作用下桥梁的抗震性能和加固效果研究 出处:《青岛理工大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:作为交通运输枢纽工程的桥梁,一旦在地震中遭到严重破坏,所造成的损失非常巨大。因此,适时对现有桥梁的抗震性能进行评估分析非常有必要的,可以帮助人们及时找出抗震性能薄弱的部位,为采取合理的加固措施提供依据。据此,本文以日本一现有的桥梁为工程背景,利用TDAPⅢ有限元软件对其进行抗震计算。通过对该桥的地震反应结果进行分析,判断该桥桥墩的抗震性能不足,需要进行加固,并给出了加固方案,然后对加固后的桥梁再次进行地震响应分析,以探讨加固后此桥的抗震性能是否满足,进而对此种加固方案的效果做出评价。主要研究内容如下: 总结桥梁震害的类型及破坏机理,,探讨目前桥梁加固技术的研究现状。通过对比几种常用地震反应分析方法的优缺点,选择非线性时程分析法作为本文研究方法。 利用大型有限元分析软件TDAPⅢ,在考虑桥墩的材料非线性的基础上,采用多种单元建立桥梁的三维空间有限元模型。基于已建立的有限元模型,计算并分析桥梁的动力特性,采用瑞雷阻尼建立桥梁的阻尼矩阵,对如何确定阻尼系数问题进行了探讨。选取振型时,综合考虑振型及有效质量比。 输入地震波,对此桥进行地震响应分析。通过分析桥墩的内力、塑性铰的弯矩-转角滞回曲线及桥墩顶端的位移时程曲线,得出的结论为:该桥桥墩的部分构件出现剪切破坏、弯曲破坏;塑性铰回转角超过容许值,延性不足,需要采取一定的加固措施才能保证其抗震性能。 针对具体破坏情况,对该桥的桥墩采用混凝土外包的加固方案,并再次进行地震响应分析,得出结论:加固后桥墩所有单元的内力均小于容许值,没有破坏情况出现;各桥墩塑性铰的回转角也在容许值范围以内,顶点位移较加固前有明显减小,桥墩的延性得到一定程度的提高。上述现象说明此种加固方案的加固效果良好,可为同类工程提供可信参考。
[Abstract]:As a bridge of transport hub project , once the earthquake has been seriously damaged , the loss caused is very large . Therefore , it is necessary to evaluate the seismic performance of the existing bridge in time , so as to provide the basis for the reasonable reinforcement measures . According to this , this paper analyzes the seismic response of the bridge , and gives the reinforcement scheme . Then , the seismic response analysis of the bridge is carried out to evaluate whether the seismic performance of the bridge is satisfied , and then the effect of such reinforcement scheme is evaluated . This paper summarizes the types of bridge earthquake damage and its failure mechanism , and discusses the current research situation of bridge reinforcement technology . By comparing the advantages and disadvantages of several common seismic response analysis methods , the nonlinear time history analysis method is selected as the research method in this paper . Based on the finite element model established , the dynamic characteristics of the bridge are calculated and analyzed , and the damping matrix of the bridge is established by means of Rayleigh damping . Seismic response analysis of the bridge is carried out by inputting seismic waves . By analyzing the internal force of the bridge pier , the bending moment - angle hysteresis curve of the plastic hinge and the displacement time history curve at the top of the bridge pier , the conclusion is that the partial components of the bridge pier have shear failure and bending failure ; the plastic hinge return angle exceeds the allowable value and the ductility is insufficient , and certain reinforcement measures are needed to ensure the seismic resistance . According to the concrete damage situation , the reinforcement scheme of the concrete outer package is adopted for the bridge pier of the bridge , and the seismic response analysis is carried out again . The conclusion is that the internal force of all units of the bridge pier after reinforcement is smaller than the allowable value , and the ductility of the bridge pier is improved to a certain extent within the allowable value range , and the ductility of the bridge pier is improved to a certain extent . The phenomenon indicates that the reinforcement effect of the reinforcement scheme is good , and the credible reference can be provided for the similar engineering .
【学位授予单位】:青岛理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U442.55;U445.72
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本文编号:1429448
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