SWFC连续刚构桥抗震性能研究

发布时间：2017-05-05 19:00

  本文关键词：SWFC连续刚构桥抗震性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文依托交通运输部建设科技项目“SWFC复合结构在西藏地区连续刚构桥中的应用技术研究”(2013 318 J15 390),对课题组提出的SWFC复合连续刚构桥抗震性能开展了深入研究,主要研究工作及结论如下:(1)介绍了SWFC复合结构的基本概念,即在主梁的受拉侧设置平直钢板(S-steel),在受拉区表层配置带肋钢筋网片(W-web),在受拉区桥面铺装采用高掺量混杂钢纤维(F-fiber)混凝土(C-concrete)的SWFC复合结构,兼有普通钢筋混凝土施工简便和更高抗裂阻裂性能的优点。(2)对山区中小跨径连续刚构桥进行了参数化分析,结果表明:桥墩内力在顺桥向和横桥向均随墩高的增加而逐渐减小,桥墩、桥面位移随着墩高的增加而增大;桥梁内力和位移在横桥向随着平曲线半径的减少而增大,因为曲线半径的存在使顺桥向存在着一定的耗能作用;顺桥向高桥墩内力和位移随着墩高差的增加而减小,低墩内力随着墩高差的增大而增大;双肢薄壁墩设置系梁后,顺桥向内力位移均有大幅度的增加,横桥向内力位移影响较小,建议地震区的双肢薄壁墩确有必要设置系梁时,系梁截面尺寸不宜过大。(3)探索了将SWFC复合混凝土截面划分为钢板、钢纤维混凝土和复合混凝土三种材料,复合混凝土根据配筋率的不同又细分为不同的区域,借用课题组的前期研究成果得到各个区域处的拉压统一本构关系,利用有限元方法可较方便快捷地分析SWFC复合混凝土类似的复杂结构。(4)对依托工程SWFC复合连续刚构桥的分析表明,8度E1地震作用下中跨跨中约为2/3L长度范围内TT形梁底部区域出现开裂,裂缝平均宽度约为0.06mm;9度E1作用下裂缝逐渐开展,裂缝分布范围约为中跨TT形梁总长的3/4,裂缝平均宽度约为0.064mm,其余区段仍处于弹性阶段;9度E2作用下,裂缝分布范围约为中跨TT形梁总长的4/5,裂缝平均宽度约为0.07mm,桥梁其余区段均处于弹性工作状态。(5)分析表明,所研究的SWFC连续刚构桥在峰值加速度0.6g的E2波作用下的破坏历程为:首先在靠近桥台的平曲线外侧桥墩墩顶出现塑性铰,随后在内侧桥墩墩顶出现塑形铰,紧接着在桥墩墩底出现塑形铰。
【关键词】：SWFC复合结构 连续刚构桥 参数分析 统一本构 抗震性能
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U448.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 山区桥梁的发展状况9-12
• 1.1.1 山区桥梁建设现状9-10
• 1.1.2 高原山区桥梁建设环境与条件10-11
• 1.1.3 中小跨径弯坡斜桥梁的适宜桥型11-12
• 1.2 桥梁地震响应分析方法介绍12-13
• 1.3 本文主要研究工作13-15
• 第二章 SWFC连续刚构桥的构造及受力特点15-28
• 2.1 SWFC复合结构的基本概念15-17
• 2.1.1 问题的提出15-16
• 2.1.2 SWFC复合结构的构想16-17
• 2.2 SWFC连续刚构桥构造特点17-22
• 2.2.1 截面布置特点17-19
• 2.2.2 TT—箱梁过渡段构造处理19-20
• 2.2.3 钢板与钢筋骨架处箍筋的联结20-22
• 2.3 SWFC连续刚构桥受力特点22-27
• 2.3.1 跨中区段力学行为22-23
• 2.3.2 墩顶负弯矩区力学行为23-25
• 2.3.3 沿桥梁纵向的变形特点25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 山区中小跨径连续刚构桥地震响应的参数分析28-50
• 3.1 有限元模型建立方法28-35
• 3.1.1 弯坡斜连续刚构桥的参数化建模28-29
• 3.1.2 非线性动力模型的建立29-30
• 3.1.3 动力特性分析30-33
• 3.1.4 地震波的选取33-35
• 3.2 不同墩高的地震响应分析35-39
• 3.2.1 不同墩高对桥墩内力的影响35-37
• 3.2.2 不同墩高对桥梁位移的影响37-39
• 3.3 不同平曲线半径的地震响应分析39-42
• 3.3.1 不同平曲线半径对桥墩内力的影响39-40
• 3.3.2 不同平曲线半径对桥梁位移的影响40-42
• 3.4 不同墩高差的地震响应分析42-45
• 3.4.1 不同墩高差对桥墩内力的影响42-43
• 3.4.2 不同墩高差对桥梁位移的影响43-45
• 3.5 桥墩系梁设置对地震响应的影响45-48
• 3.5.1 桥墩系梁设置对桥墩内力的影响45-46
• 3.5.2 桥墩系梁设置对桥梁位移的影响46-47
• 3.5.3 桥墩系梁刚度对桥墩内力的影响47-48
• 3.6 本章小结48-50
• 第四章 依托工程桥梁地震响应及性能分析50-83
• 4.1 依托工程概况50-51
• 4.2 有限元模型建立与最不利地震组合51-58
• 4.2.1 实体有限元结构的建立51-53
• 4.2.2 边界条件施加及网格的划分53-54
• 4.2.3 施工阶段的模拟54-55
• 4.2.4 最不利地震组合的确定55-58
• 4.3 材料本构关系58-62
• 4.3.1 钢筋混凝土统一本构的前期探索58-60
• 4.3.2 截面区域划分60-61
• 4.3.3 各区域材料的本构关系61-62
• 4.4 不同地震烈度下结构响应62-72
• 4.4.1 不同烈度E1地震作用下桥梁位移响应62-65
• 4.4.2 不同烈度E1地震作用下桥梁内力响应65-68
• 4.4.3 不同烈度E2地震作用下桥梁位移响应68-70
• 4.4.4 不同烈度E2地震作用下桥梁内力响应70-72
• 4.5 不同地震烈度下的结构性能72-82
• 4.5.1 8度E1地震作用下桥梁结构性能72-75
• 4.5.2 9度E1地震作用下桥梁结构性能75-78
• 4.5.3 不同烈度E2地震作用下桥梁结构性能78-82
• 4.6 本章小结82-83
• 第五章 结论与展望83-85
• 5.1 结论83-84
• 5.2 有待进一步解决的问题84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-89
• 攻读学位期间取得的研究成果89

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