支承体系对大跨斜拉桥地震易损性的影响研究

发布时间：2017-04-03 18:15

  本文关键词：支承体系对大跨斜拉桥地震易损性的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大跨度斜拉桥在我国公路和铁路的交通设施中扮演着日益重要的角色,逐渐成为交通网络中的重要组成部分。但是近些年来地震频发,尤其是“5·12”汶川地震给我们敲响了警钟,地震严重威胁着桥梁结构的安全性。大跨度斜拉桥结构复杂,而且没有比较全面可靠的规范可循,因此迫切需要对其开展地震易损性研究。基于以上背景,结合我国已建大跨斜拉桥的结构特性,以苏通长江大桥为例,利用OpenSees有限元分析软件,进行了纵向、横向和竖向地震输入下的地震易损性分析。主要进行了以下几个方面的工作：1.概况了国内外常规桥梁和大跨度斜拉桥地震易损性的研究现状,对大跨斜拉桥急需解决的问题进行了梳理、概括,重点对地震易损性的研究方法进行了归纳,总结了建立理论易损性曲线的流程。2.利用OpenSees软件建立大跨斜拉桥的非线性有限元模型,考虑索的垂度效应、墩柱构件的P-△效应和大变形效应,合理选取地震动输入对斜拉桥进行增量动力分析。确定支座、桥墩和桥塔的损伤指标。3.研究漂浮体系、竖向支承体系、弹性约束体系和阻尼约束体系斜拉桥在纵向地震作用下的易损性,绘制各易损构件的易损性曲线,对比分析各构件之间损伤概率的大小,分析不同支承体系对斜拉桥构件易损性的影响。4.讨论横向和竖向地震作用下支座的破坏机理与纵桥向地震作用的不同,绘制其破坏的易损性曲线,对比各支座破坏概率的大小；绘制横向和竖向地震作用下桥墩和桥塔的易损性曲线,对比其损伤概率大小得到最易损构件；5.对比分析桥墩和桥塔纵向、横向和竖向地震作用下的损伤概率,分析不同方向的地震动输入对斜拉桥损伤程度的影响。
【关键词】：大跨斜拉桥 地震易损性 OpenSees 损伤指标 支承体系
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U448.27
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 引言11-14
• 1.2 基于可靠度的桥梁抗震设计14-15
• 1.3 桥梁结构地震易损性的研究与发展15-18
• 1.3.1 专家易损性曲线16
• 1.3.2 经验易损性曲线16
• 1.3.3 理论易损性曲线16-18
• 1.4 大跨斜拉桥地震易损性研究现状18-19
• 1.5 本文的研究目的和主要内容19-21
• 1.5.1 本文的研究目的19-20
• 1.5.2 本文的主要研究内容20-21
• 第2章 地震易损性分析方法与损伤指标21-39
• 2.1 理论地震易损性分析的基本流程21-22
• 2.2 地震动的输入22-24
• 2.2.1 地震波类型22-23
• 2.2.2 地震动强度参数23
• 2.2.3 地震动选取原则23-24
• 2.3 依托工程24-26
• 2.4 有限元模型的建立26-32
• 2.4.1 主梁的模拟26-27
• 2.4.2 桥塔和桥墩的模拟27-29
• 2.4.3 斜拉索的模拟29
• 2.4.4 支座的模拟29-30
• 2.4.5 材料的本构模型30-32
• 2.5 大跨斜拉桥的支承体系32-33
• 2.6 苏通大桥的性能目标33
• 2.7 易损构件与破坏准则33-34
• 2.7.1 大跨斜拉桥的易损构件33-34
• 2.7.2 结构破坏准则34
• 2.8 损伤指标34-38
• 2.8.1 主塔的损伤指标34-35
• 2.8.2 辅助墩和过渡墩的损伤指标35-36
• 2.8.3 支座的损伤指标36-38
• 2.8.4 主梁和斜拉索的损伤假定38
• 2.9 本章小结38-39
• 第3章 斜拉桥纵向地震易损性分析39-79
• 3.1 概述39-44
• 3.1.1 桥塔和桥墩易损截面的分析40-41
• 3.1.2 构件的概率需求分析41-42
• 3.1.3 桥墩和桥塔损伤指标的量化42-43
• 3.1.4 支座损伤指标的量化43-44
• 3.2 全漂浮体系的地震易损性分析44-51
• 3.2.1 支座的易损性曲线45-46
• 3.2.2 桥墩和桥塔的易损性曲线46-50
• 3.2.3 各构件易损性曲线的比较50-51
• 3.3 竖向支承体系的地震易损性分析51-58
• 3.3.1 支座的易损性曲线51-53
• 3.3.2 桥墩和桥塔的易损性曲线53-57
• 3.3.3 各构件易损性曲线的比较57-58
• 3.4 弹性约束体系的地震易损性分析58-65
• 3.4.1 支座的易损性曲线58-60
• 3.4.2 桥墩和桥塔的易损性曲线60-64
• 3.4.3 各构件易损性曲线的比较64-65
• 3.5 阻尼约束体系的地震易损性分析65-72
• 3.5.1 支座的易损性曲线65-67
• 3.5.2 桥墩和桥塔的易损性曲线67-70
• 3.5.3 各构件易损性曲线的比较70-72
• 3.6 四种体系斜拉桥的地震易损性对比72-77
• 3.6.1 支座易损性对比72-73
• 3.6.2 桥墩易损性对比73-75
• 3.6.3 桥塔易损性对比75-77
• 3.7 本章小结77-79
• 第4章 斜拉桥横向和竖向地震易损性分析79-91
• 4.1 概述79
• 4.2 横向地震易损性分析79-84
• 4.2.1 损伤指标的量化79-81
• 4.2.2 支座的易损性曲线81-82
• 4.2.3 桥墩和桥塔的易损性曲线82-84
• 4.3 竖向地震易损性分析84-87
• 4.3.1 损伤指标的量化84
• 4.3.2 支座的易损性曲线84-86
• 4.3.3 桥墩和桥塔的易损性曲线86-87
• 4.4 纵向、横向和竖向地震易损性对比87-89
• 4.5 本章小结89-91
• 第5章 结论与展望91-93
• 5.1 结论91-92
• 5.2 展望92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果98

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