桥梁抗震弹塑性分析方法对比研究

发布时间：2020-05-10 15:06

【摘要】：延性抗震设计方法的提出,使结构弹塑性抗震分析方法研究得到广泛关注。结构弹塑性抗震分析方法主要包括动力时程法和等效线弹性分析方法。动力时程法是一种相对精细的计算方法,但因其计算相对复杂且工作量较大,计算精度在很大程度上取决于地震波和阻尼参数的选取,同时每一次计算只能得到结构随机地震响应的一个样本,这影响了该方法的实用性。因此,长期以来,国内外研究人员对等效线弹性分析方法开展了大量研究,以期望得到更加简单和方便应用的分析方法。等效线弹性分析方法包括单振型反应谱法和多振型反应谱法,目前,国内外的桥梁抗震设计规范针对满足一定条件的结构相对简单和规则的桥梁,定义为规则桥梁,其动力响应主要由一阶振型控制,可以采用单振型反应谱法进行抗震分析。《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01 2008)参考国外相关规范,定义了规则桥梁,并规定针对规则桥梁,可以采用单振型反应谱法进行抗震分析,对其它桥梁,则应采用非线性动力时程法进行抗震分析。在《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01 2008)的修订工作中,希望拓展等效线弹性分析方法的应用范围,将多振型反应谱法拓展到非规则桥梁的抗震分析,因此需要对其适用性进行研究。本论文以新规范修订为契机,对规范修订中的部分内容进行了初步研究。本论文的主要研究工作如下:(1)对墩柱位移延性系数计算思路和计算步骤进行梳理,并结合工程实例对墩柱位移延性系数具体计算方法和注意事项进行说明,为新规范的修订以及广大工程人员提供参考。(2)结合工程实例,对常规桥梁等效线弹性分析方法地震位移修正系数进行初步研究。研究结果表明,对于我国的常规桥梁,绝大部分情况下,基本上都符合等位移原理,即在等效线弹性分析方法中考虑弹塑性效应的地震位移不需要修正,只有极个别情况下才需要修正,且修正量很小。(3)结合规范修订需求,对等效线弹性分析方法(单振型反应谱法和多振型反应谱法)的适用性进行了初步研究。研究表明,对于我国的常规桥梁,绝大部分情况下,等效线弹性分析方法是适用的;单振型反应谱法适用于规则桥梁的地震响应计算,多振型反应谱法同时适用于规则桥梁和非规则桥梁的地震响应计算。(4)以西南地区某连续刚构桥为例,对新规范中提出的等效线弹性计算方法具体计算步骤进行说明,并结合新规范报批稿,对该桥进行E1地震作用下的强度验算和E2地震作用下的变形验算。
【图文】：

震害,上部结构

国内外的地震灾害表明，震区桥梁的损坏坍塌，不仅阻碍当时的救灾行动，而且影响灾后的恢复重建工作[5]。桥梁工程为生命线工程之一，调查桥梁震害与研究分析桥梁震害产生的原因是建立正确抗震设计方法和采取有效抗震措施的科学依据[6]。桥梁在地震作用下发生破坏，从另一方面反应了桥梁结构在设计和施工中存在的缺陷。因此，调查研究过往地震幸存或发生类似破坏的桥梁结构，对于优化桥梁结构设计和改进施工方法有很高的价值。经过对历次破坏性地震的调查与研究，人们总结发现，桥梁震害主要分为以下几种：（1）桥梁上部结构震害桥梁上部结构自身由于地震作用而发生破坏的现象比较少见。在早期的破坏性地震中，由于支承连接件失效或下部结构失效等导致桥梁上部结构落梁现象比较常见，主要为顺桥向和横桥向落梁，但顺桥向落梁占绝大多数。上部结构在顺桥向发生落梁时，可能导致梁端撞击到桥墩，导致桥梁下部结构破坏，从而造成桥梁整体垮塌。桥梁上部结构的震害，可以分为上部结构自身震害、上部结构位移震害、上部结构碰撞震害以及坍落体砸坏梁体等。

震害,上部结构

国内外的地震灾害表明，震区桥梁的损坏坍塌，不仅阻碍当时的救灾行动，而且影响灾后的恢复重建工作[5]。桥梁工程为生命线工程之一，调查桥梁震害与研究分析桥梁震害产生的原因是建立正确抗震设计方法和采取有效抗震措施的科学依据[6]。桥梁在地震作用下发生破坏，从另一方面反应了桥梁结构在设计和施工中存在的缺陷。因此，调查研究过往地震幸存或发生类似破坏的桥梁结构，对于优化桥梁结构设计和改进施工方法有很高的价值。经过对历次破坏性地震的调查与研究，人们总结发现，桥梁震害主要分为以下几种：（1）桥梁上部结构震害桥梁上部结构自身由于地震作用而发生破坏的现象比较少见。在早期的破坏性地震中，由于支承连接件失效或下部结构失效等导致桥梁上部结构落梁现象比较常见，主要为顺桥向和横桥向落梁，但顺桥向落梁占绝大多数。上部结构在顺桥向发生落梁时，，可能导致梁端撞击到桥墩，导致桥梁下部结构破坏，从而造成桥梁整体垮塌。桥梁上部结构的震害，可以分为上部结构自身震害、上部结构位移震害、上部结构碰撞震害以及坍落体砸坏梁体等。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55

【参考文献】