考虑桩-土相互作用的深水高墩大跨桥梁抗震性能分析
发布时间：2021-11-19 18:53
随着我国公共交通基础设施建设的不断发展和完善,交通网络中处于深水中的高墩大跨桥梁也日益增多。尽管既往针对高墩大跨桥梁结构抗震性能的研究已有不少,然而大多忽略了桩-土相互作用或者动水压力的影响,特别是对二者联合作用影响的研究尚不够深入,从而导致我国当前的桥梁抗震设计规范对于动水压力和桩-土相互作用在分析中的模拟方法尚缺乏明确的指导和说明。因此,有必要在这方面进一步展开系统地研究。本文以主要以某深水库区一高墩大跨连续刚构桥梁为工程背景,考虑了桩-土相互作用、动水压力以及二者联合作用效应的影响,基于OpenSEES源代码分析平台分别展开了定性的和定量的抗震研究,主要研究内容和结论如下:（1）基于OpenSEES软件编写了典型高烈度区深水高墩大跨桥梁的非线性基准有限元模型代码,并在此基础上分别建立了①既不考虑动水压力也不考虑桩土相互作用、②只考虑动水压力、③基于“m”法考虑桩-土相互作用、④基于“p-y曲线”法考虑桩-土相互作用、⑤“m”法+动水压力;⑥“p-y曲线”法+动水压力六种分析模型,通过输入两组地震波时程激励,定性地分析了动水压力和桩-土相互作用对桥梁动力特性和地震响应的影响规律。研...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２下部结构震害??
连接件破坏；④基础破坏；⑤其它震害现象。??１．２．〗上部结构震害??上部结构比较典型的是钢结构屈曲破坏，如图１．１?（ａ）所示。破坏性地震中??由于移位过大、支承连接件的破坏以及下部结构失效导致的破坏比较常见，比较??常见的是梁间碰撞、扭曲、落梁以及裂缝等现象，其中落梁震害如图１．１（ｂ）所示。??（ａ）钢箱梁局部屈曲震害?（ｂ）上部结构落梁震害??图１．１桥梁上部结构震害??１．２．２下部结构震害??地震作用下桥梁下部结构的破坏主要体现在桥台和桥墩上。这两个构件会由??于由上部结构经支座传递下来的地震力以及本身的惯性力过大时开裂产生裂缝甚??至有可能折断。其中设计抗剪强度、抗弯强度的不足以及构造的缺陷是桥墩在地??震作用下遭到破坏的主要自身原因。钢筋混凝土桥墩在地震作用下主要有弯曲破??＼?ｉｌｔ??（ａ）弯曲破坏?（ｂ）剪切破坏??图１．２下部结构震害??２??
（ａ）盆式支座破坏?（ｂ）板式支座破坏??图１．３支座破坏??１．２．４基础震害??粧基础由于其良好的抗震性能在许多大型桥梁结构中被应用。但是在某些强??地震中发现其依然存在震害现象，如图１．４所示。??Ｍｌ?ｆｆ??（ａ）粧头处剪切破坏?（ｂ）桩基与承台联结失效??图１．４桥梁粧基础震害??１．２．５其它震害??在２００８年汶川大地震中发现了一种以前没有见过的震害：庙子坪大桥处于水??下部分的桥墩墩身在地震作用下严重开裂１４１，并有大量横向裂缝且只出现在上游??游墩柱，如图１．５所示。根据震害测量的结果得知：处于水中部分的桥墩出现明??显的倾斜，其中墩顶最大的偏移量达到８３ｃｍ，而其它不在水中的桥墩偏移量均不??超过８ｃｍ。由于桥墩的倾斜导致桥梁跨度的改变，其中第１０跨度变化量超过６０ｃｍ，??从而导致落梁，需要说明的是，经现场仔细检查这一跨在落梁过程中并没有发生??碰撞的痕迹。另一个需要提出的是，庙子坪大桥防震挡块、支座以及桥台均存在??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]近、远场强震下深水桥梁群桩基础的非线性响应及损伤特性[J]. 江辉,王志,白晓宇,曾聪,王敏. 振动与冲击. 2017(24)
[2]结合地震易损性分析的桥梁地震损伤识别[J]. 单德山,周筱航,杨景超,李乔. 振动与冲击. 2017(16)
[3]公路桥梁地震易损性分析的研究综述与展望[J]. 吴文朋,李立峰,胡思聪,徐卓君. 地震工程与工程振动. 2017(04)
[4]基于IDA方法的高速铁路连续梁桥易损性分析[J]. 韩兴,李鑫,向宝山,崔圣爱,祝兵. 公路交通科技. 2016(02)
[5]动水压力与波浪效应对隔震桥梁地震反应的影响分析[J]. 冼巧玲,冯俊迎,崔杰. 地震工程与工程振动. 2014(06)
[6]基于IDA的高墩大跨桥梁地震易损性分析[J]. 吴文朋,李立峰,王连华,黄佳梅. 地震工程与工程振动. 2012(03)
[7]板式橡胶支座地震易损性分析[J]. 李立峰,吴文朋,黄佳梅,王连华. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(11)
[8]考虑动水压力影响的单柱式桥墩地震反应分析[J]. 李富荣,陈国兴,王志华. 地震工程与工程振动. 2008(02)
[9]地震作用下钢筋混凝土桥梁结构易损性分析[J]. H.Hwang,刘晶波. 土木工程学报. 2004(06)
[10]桥梁桩土相互作用的集中质量模型及参数确定[J]. 孙利民,张晨南,潘龙,范立础. 同济大学学报(自然科学版). 2002(04)
博士论文
[1]考虑不确定性的钢筋混凝土桥梁地震易损性研究[D]. 吴文朋.湖南大学 2016
[2]深水桥梁动水压力分析方法研究[D]. 杨万理.西南交通大学 2012
[3]深水桥梁的地震响应研究[D]. 刘振宇.西南交通大学 2008
[4]饱和砂土液化过程中桩土相互作用p-y曲线研究[D]. 戚春香.天津大学 2008
本文编号：3505653
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２下部结构震害??
连接件破坏；④基础破坏；⑤其它震害现象。??１．２．〗上部结构震害??上部结构比较典型的是钢结构屈曲破坏，如图１．１?（ａ）所示。破坏性地震中??由于移位过大、支承连接件的破坏以及下部结构失效导致的破坏比较常见，比较??常见的是梁间碰撞、扭曲、落梁以及裂缝等现象，其中落梁震害如图１．１（ｂ）所示。??（ａ）钢箱梁局部屈曲震害?（ｂ）上部结构落梁震害??图１．１桥梁上部结构震害??１．２．２下部结构震害??地震作用下桥梁下部结构的破坏主要体现在桥台和桥墩上。这两个构件会由??于由上部结构经支座传递下来的地震力以及本身的惯性力过大时开裂产生裂缝甚??至有可能折断。其中设计抗剪强度、抗弯强度的不足以及构造的缺陷是桥墩在地??震作用下遭到破坏的主要自身原因。钢筋混凝土桥墩在地震作用下主要有弯曲破??＼?ｉｌｔ??（ａ）弯曲破坏?（ｂ）剪切破坏??图１．２下部结构震害??２??
（ａ）盆式支座破坏?（ｂ）板式支座破坏??图１．３支座破坏??１．２．４基础震害??粧基础由于其良好的抗震性能在许多大型桥梁结构中被应用。但是在某些强??地震中发现其依然存在震害现象，如图１．４所示。??Ｍｌ?ｆｆ??（ａ）粧头处剪切破坏?（ｂ）桩基与承台联结失效??图１．４桥梁粧基础震害??１．２．５其它震害??在２００８年汶川大地震中发现了一种以前没有见过的震害：庙子坪大桥处于水??下部分的桥墩墩身在地震作用下严重开裂１４１，并有大量横向裂缝且只出现在上游??游墩柱，如图１．５所示。根据震害测量的结果得知：处于水中部分的桥墩出现明??显的倾斜，其中墩顶最大的偏移量达到８３ｃｍ，而其它不在水中的桥墩偏移量均不??超过８ｃｍ。由于桥墩的倾斜导致桥梁跨度的改变，其中第１０跨度变化量超过６０ｃｍ，??从而导致落梁，需要说明的是，经现场仔细检查这一跨在落梁过程中并没有发生??碰撞的痕迹。另一个需要提出的是，庙子坪大桥防震挡块、支座以及桥台均存在??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]近、远场强震下深水桥梁群桩基础的非线性响应及损伤特性[J]. 江辉,王志,白晓宇,曾聪,王敏. 振动与冲击. 2017(24)
[2]结合地震易损性分析的桥梁地震损伤识别[J]. 单德山,周筱航,杨景超,李乔. 振动与冲击. 2017(16)
[3]公路桥梁地震易损性分析的研究综述与展望[J]. 吴文朋,李立峰,胡思聪,徐卓君. 地震工程与工程振动. 2017(04)
[4]基于IDA方法的高速铁路连续梁桥易损性分析[J]. 韩兴,李鑫,向宝山,崔圣爱,祝兵. 公路交通科技. 2016(02)
[5]动水压力与波浪效应对隔震桥梁地震反应的影响分析[J]. 冼巧玲,冯俊迎,崔杰. 地震工程与工程振动. 2014(06)
[6]基于IDA的高墩大跨桥梁地震易损性分析[J]. 吴文朋,李立峰,王连华,黄佳梅. 地震工程与工程振动. 2012(03)
[7]板式橡胶支座地震易损性分析[J]. 李立峰,吴文朋,黄佳梅,王连华. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(11)
[8]考虑动水压力影响的单柱式桥墩地震反应分析[J]. 李富荣,陈国兴,王志华. 地震工程与工程振动. 2008(02)
[9]地震作用下钢筋混凝土桥梁结构易损性分析[J]. H.Hwang,刘晶波. 土木工程学报. 2004(06)
[10]桥梁桩土相互作用的集中质量模型及参数确定[J]. 孙利民,张晨南,潘龙,范立础. 同济大学学报(自然科学版). 2002(04)
博士论文
[1]考虑不确定性的钢筋混凝土桥梁地震易损性研究[D]. 吴文朋.湖南大学 2016
[2]深水桥梁动水压力分析方法研究[D]. 杨万理.西南交通大学 2012
[3]深水桥梁的地震响应研究[D]. 刘振宇.西南交通大学 2008
[4]饱和砂土液化过程中桩土相互作用p-y曲线研究[D]. 戚春香.天津大学 2008
本文编号：3505653
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