高墩大跨度刚构桥抗震加固有限元分析

发布时间：2020-08-03 06:08

【摘要】：地震动具有不确定性。现役桥在地震作用下易发生破坏,为提高结构在地震作用下整体抗震性能,需要根据设防烈度对常见桥梁进行抗震性能研究以及加固分析。由于大跨刚构桥桥跨较长、结构复杂,前人对于刚构桥在地震作用下结构非线性研究分析较少,刚构桥梁抗震性能研究以及加固分析逐渐引起桥梁工作者的关注。通过对现阶段抗震研究方法进行详细阐述,概括出各方法的优缺点,以此为背景应用ANSYS程序模拟某高墩大跨刚构桥在两种地震作用下结构的受力情况。使用APDL命令流合理对结构进行参数选取、网格划分和边界约束,选取SOLID65单元进行整体式模型模拟,利用模态分析获取结构的基本频率。结合设防烈度、抗震等级等结合桥梁规范有关规定以及比例调整法选取地震波,研究在E1地震作用下和E2地震作用下结构变化规律。分析各地震作用下整体结构的应力分布情况为基础,确定桥墩应力较大,找到薄弱位置为目的,以桥墩为研究对象,沿墩高方向不同位置获取节点。根据位移变化时程图,确定结构的最大位移值从墩底到墩顶在一定范围内逐渐增大。由于本结构采用双肢薄壁型桥墩,分别在1#墩、2#墩同一结构部位选取节点进行横向比较,通过两位移的数值关系,总结双肢薄壁墩具有平分荷载、延长寿命的特点。为提高整体抗震性,采取联结桥墩增大截面的方式进行加固,对加固前后模型进行在同一水准作用下地震响应研究,得出此方法在提高结构整体刚度方面,效果显著。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U448.23;U445.72
【图文】：

桥梁破坏位置分析震害形式[4]，破坏位置主要分为：结构震害构震害主指主梁的断裂、移位或碰撞。桥梁上部结构起跨越障碍荷载、连接桥墩的作用。在多数地震作用下，桥墩通过摆动耗散墩身刚性连接，促使桥面一起运动。由于大跨结构跨度较长，顺，因此，上部结构常出现附属结构破坏或桥面混凝土挤压变形结构正常使用或是经修复可以正常营运，破坏性较小。上部结构式是落梁。落梁的形成一般是由于支座的压碎、滑落结构破坏导部结构桥墩位移超过范围极限造成的。

桥墩,剪切破坏

性破坏两种形式。其中，塑性破坏表现为弯曲破坏：墩底固结于地面，水平荷载时，桥墩沿顺桥向通过反复移位消耗地震波能量。破坏主要出部，混凝土被压溃脱落、钢筋屈曲出现很大的塑性变形，承载能力降低复。弯曲破坏大多发生于高柔性桥墩中。脆性破坏表现为剪切破坏：结地震能量导致桥墩失去承载能力，桥墩从中间被剪碎，结构强度和刚度严重时伴随着桥面的整体坠落，桥体破坏。破坏后一般不能修复，多发桥墩中，属于工程中应避免的一种破坏形式。介于两者之间的桥型则为破坏。

桥墩,压碎

【参考文献】