高承载力隔震支座在连续梁桥隔震加固中的应用研究

发布时间：2020-07-04 17:09

【摘要】：2008汶川大地震给我国带来了人员的重大伤亡和经济的巨额损失,受此次罕见的8.0级大地震影响,中国交通运输部随后颁布《公路桥梁抗震设计细则》,在原有规范的基础上对部分内容进行修改和补充,特别是在抗震设计方法和整体抗震设防思想上有较大的改善。然而,根据新规范中对桥梁抗震性能的要求,如今我国大部分既有公路桥梁存在抗震性能不足的问题,有潜在的安全隐患。因此,对抗震能力较弱且无法满足要求的既有桥梁,采取抗震加固措施就变得刻不容缓。本文基于高承载力隔震支座的隔震耗能性能,分析其在既有连续梁桥中的隔震加固效果,探索该支座在实际工程应用的可行性。首先对高承载力隔震支座分别进行竖向压缩和水平剪切试验,探索其竖向压缩和水平剪切性能,并进一步研究压应力、剪应变、加载频率和反复加载次数对支座剪切性能的影响,为数值分析提供依据。然后,以某四跨连续梁桥为工程案例,并通过Midas civil有限元分析软件建立其三维空间动力分析模型。(1)特征值分析,对比桥梁在原抗震体系和支座替换后的隔震体系下,桥梁的周期频率和模态反应。(2)动力时程分析,对比两种体系下桥梁关键截面的内力和位移响应,并且验证截面的强度。(3)动力弹塑性时程分析,分别验证两种桥梁体系下墩底塑性铰的转动能力。结果表明,将原盆式支座替换成高承载力支座后的桥梁隔震体系,截面弯矩和位移均有所降低,使整个桥梁受力更加合理;而且塑性铰未超出截面容许的塑性转角,满足规范要求。说明在四跨连续梁桥的隔震加固中,高承载力隔震支座隔震耗能效果明显。最后,为研究不同墩高对桥梁隔震加固效果的影响,在原桥梁模型的基础上,将墩高分别增加5m和10m,分析时程计算结果后,发现高承载力隔震支座在墩高较低的桥梁中,其隔震加固效果更好。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.72
【图文】：

桥梁,建筑抗震,生命线,公路桥梁

图 1-1 汶川地震现场图桥梁工程是道路交通的关键节点，确保道路通畅，是震后抗灾救援的“生命线至 2011 年底，我国在使用的公路桥梁总数为 68.9 万座[6]。这些桥梁按建造年份，1990 年全国桥梁总量约有 16.8 万座[7]，2000 年约为 23.1 万座，到 2008 年末 59.5 万。其中， 1990 年之前建设的桥梁，部分没有进行专业的抗震设计，还有是按照建筑抗震规范中相关条文进行设计；在 1990～2008 年间约有 42.7 万座桥

支座破坏,震害,桥梁,类型

图 1-3 桥梁各种震害类型（2）下部结构震害主要有墩柱的剪切、弯曲破坏，盖梁、桥台的震害。桥台震害主要是与上部结构发生碰撞和桥台后向倾斜而造成的。（3）支座破坏支座震害主要是由于其发生倾斜、剪断、锚固螺栓拔出、活动支座脱落而造成的支座破坏等，同时支座下方的垫石板也将发生破碎。震害的发生主要是在支座设计时对抗震需求考虑较少，支座挡板和连接件等构造措施缺失，以及支座设计形式和材料自身的缺陷而造成的。（c）支座破坏-倾斜（d）支座破坏-剪断

【参考文献】