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受控摇摆桥墩抗震性能及建模方法研究

发布时间:2019-06-03 09:56
【摘要】:桥梁结构是一个国家交通基础设施体系中一项极其重要的工程体系,,当地震发生时,作为连接医院、消防、运输等重要交通线路,有着不可替代的作用。桥梁的地震损伤有严重后果。如果因为地震损坏而关闭桥梁,会极大的削弱应对突发事件的能力,即使是临时性关闭,也可能造成巨大的后果,所以地震后必须保证桥梁的完整性,要求在较大地震后,桥梁仍然能够正常使用,这是实现震后可恢复功能这一课题中尚待解决的问题。 本文对基于性能的新型受控摇摆桥墩进行理论和试验研究,对摇摆桥墩的基本组件构成、计算模型、设计方法和工程应用的可行性提出建议和方案,特别对受控摇摆桥墩的模型以及计算机模拟的结构模型都给出的非常详细。本文第五章中,介绍使用基于SAP2000平台对受控摇摆桥墩的模型进行拟静力加载,并且准确预测受控摇摆桥墩在单调、循环和地震作用下的反应。全文相关研究内容和贡献如下: (1)第一章概述了目前属于地震活跃期,地震所带来的对于桥梁结构的巨大影响,提出本文关于桥梁抗震中心思想,国内外关于新型摇摆桥墩的研究以及其对于较大地震后所表现的出来的优缺点,其优越的经济效能,并且详细阐述了本文的主要研究内容和目的。 (2)第二章详述基于性能的抗震设计思想与传统设计抗震思想的不同点,根据几组地震后的记录数据说明延性系数对于震后残余变形的影响。 (3)第三章说明了受控摇摆桥墩的各部分功能组件的的基本概念、作用和设计组成,简述关于受控摇摆桥墩的发展过程和目前摇摆桥墩的发展现状。 (4)第四章中对台湾高雄第一科技大学[1](2003)所做摇摆桥墩试验及试验结果加以分析,对台湾高雄第一科技大学[2](2008)所做摇摆桥墩加装摩擦阻尼器试验机试验结果加以分析,对清华大学[3](2012)研究的新型自复位桥墩试验及结果加以分析,阐明受控摇摆桥墩和传统桥墩两种结构的异同点。说明基于性能的可恢复功能结构的优越的经济性能和实践应用的可行性。 (5)第五章就本文研究所得结果提出受控摇摆桥墩的建模方法,用SAP2000进行建模,模型选取用悬臂梁框架结构,结构中加装阻尼器代替地震耗能组件,用非线性弹性弹簧和非线性非弹性弹簧表示与桥面和基础承台的连接,加装预应力钢筋替代受控震后可恢复位移组件,并且进行摇摆桥墩的拟静力循环加载试验,根据加载后的数据力学参数进行分析。 (6)第六章对本文主要内容加以总结,说明了受控摇摆桥墩的优点及其模型的准确性,此新型桥梁抗震结构的发展前景和其实现震后可恢复功能给予展望。
[Abstract]:Bridge structure is an extremely important engineering system in a national traffic infrastructure system. When earthquakes occur, it plays an irreplaceable role as an important traffic line connecting hospitals, fire fighting, transportation and so on. The earthquake damage of the bridge has serious consequences. If the bridge is closed because of earthquake damage, the ability to deal with emergencies will be greatly weakened. Even temporary closure may have great consequences. Therefore, the integrity of the bridge must be guaranteed after the earthquake, requiring that after a larger earthquake, The bridge can still be used normally, which is a problem to be solved in realizing the recoverable function after the earthquake. In this paper, the theoretical and experimental research on a new type of controlled swing pier based on performance is carried out, and some suggestions and schemes for the basic component composition, calculation model, design method and feasibility of engineering application of swing pier are put forward. Especially, the model of controlled swing pier and the structural model of computer simulation are given in detail. In the fifth chapter of this paper, the quasi-static loading of the controlled swing pier model based on SAP2000 platform is introduced, and the response of the controlled swing pier under monotonic, cyclic and seismic action is accurately predicted. The related research contents and contributions of this paper are as follows: (1) the first chapter summarizes the great influence on bridge structure caused by earthquake, and puts forward the central idea of bridge earthquake resistance in this paper. The research on the new swing pier at home and abroad and its advantages and disadvantages after the large earthquake, its superior economic efficiency, and elaborated the main research content and purpose of this paper in detail. (2) in the second chapter, the difference between the seismic design idea based on performance and the traditional design is described in detail, and the influence of the ductile coefficient on the residual deformation after the earthquake is explained according to several groups of recorded data after the earthquake. (3) in the third chapter, the basic concept, function and design composition of each part of the controlled swing pier are explained, and the development process of the controlled swing pier and the present situation of the development of the swing pier are briefly described. (4) in chapter IV, the test and test results of swing piers carried out by Taiwan Kaohsiung first University of Science and Technology [1] (2003) are analyzed. The test results of friction dampers on swing piers made by Taiwan Kaohsiung first University of Science and Technology [2] (2008) are analyzed, and the test and results of a new type of self-reset piers studied by Tsinghua University [3] (2012) are analyzed. The similarities and differences between the controlled swing pier and the traditional pier are expounded. The superior economic performance of performance-based recoverable function structure and the feasibility of practical application are explained. (5) in the fifth chapter, according to the results of this paper, the modeling method of controlled swing pier is put forward, which is modeled by SAP2000, and the cantilever frame structure is selected, and dampers are added to the structure instead of seismic energy dissipation components. The connection with bridge deck and foundation cap is represented by nonlinear spring and nonlinear inelastic spring, and the displacement component can be recovered by adding prestressed steel bar instead of controlled earthquake, and the quasi-static cyclic loading test of swing pier is carried out. The mechanical parameters of the loaded data are analyzed. (6) in the sixth chapter, the main contents of this paper are summarized, and the advantages of the controlled swing pier and the accuracy of the model are explained. the development prospect of the new seismic structure of the bridge and its recoverable function after the earthquake are prospected.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U443.22;U442.55

【共引文献】

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本文编号:2491862

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