基于IDA方法的大跨度深水刚构桥地震损伤性能研究

发布时间：2017-09-18 15:04

  本文关键词：基于IDA方法的大跨度深水刚构桥地震损伤性能研究

  更多相关文章： 深水刚构桥 损伤指标 增量动力分析 IDA曲线 地震易损性曲线 抗震性能评估

【摘要】：随着我国交通事业的快速发展,涌现出越来越多的连续刚构桥,特别是在地形复杂多变的我国西南和西北地区,大跨度连续刚构桥以其明显的经济性、适用性、安全性和美观性,得到广泛应用,成为大跨度深水桥梁的一种重要形式。然而,当前对于大跨度刚构桥尤其深水刚构桥的强震损伤特性还亟待研究。本文以某大跨深水连续刚构桥为工程背景,选取成组强震记录,使用IDA分析方法,对刚构桥在不同水深下的概率损伤状态进行了量化分析。主要的研究内容包括：(1)运用OpenSees有限元软件,同时考虑桩土相互作用及动水压力对桥梁的作用,建立不同水深(0m、12m、27m)的有限元模型,分析动水效应对深水桥梁的自振特性的影响程度；(2)选取了12条地震波,地震动峰值加速度从0.05g逐级增大到1.0g,使用IDA分析方法,对无水条件下的刚构桥进行分析,绘制出墩底、墩顶曲率以及支座位移的IDA曲线,总结不同地震动输入下IDA曲线的分布特点,并经统计分析得到对应的16%、50%、84%分位曲线,根据既有的损伤等级划分,评估结构在不同地震动强度时的损伤状态；(3)分别对水深为12m和27m的刚构桥模型进行IDA分析,绘制出墩底曲率和支座位移IDA曲线；对比不同水深下墩底截面在不同地震动强度时的损伤状态,可发现,内、外侧墩底曲率随着水深的增加而增大,水深增加会使墩底截面更早发生破坏；随着水深的增加,同一地震动强度下的支座位移也会略微增大。(4)根据IDA分析数据,经过统计得到不同工况下内、外侧墩底和支座各级损伤状态的易损性曲线。内、外侧墩底和支座各级损伤状态的超越概率随着地震动峰值加速度的增大而增大,随着水深的增加,内、外侧墩底各级损伤的超越概率明显增大,支座各级损伤的超越概率也有轻微的增加。
【关键词】：深水刚构桥 损伤指标 增量动力分析 IDA曲线 地震易损性曲线 抗震性能评估
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U448.23
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-21
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 桥梁震害13-14
• 1.3 国内外刚构桥建设现状14-16
• 1.4 大跨连续刚构桥抗震研究现状16-19
• 1.5 本文的主要研究内容19-21
• 2 IDA分析方法21-30
• 2.1 概述21-22
• 2.2 地震动强度指标及结构性能参数的选择22-25
• 2.2.1 地震动强度指标IM(Intensity Measure)22-23
• 2.2.2 结构损伤指标DM(Damage Measure)23-25
• 2.3 IDA损伤概率分位曲线的统计与拟合25-27
• 2.3.1 IDA概率损伤曲线的统计方法25-26
• 2.3.2 模型参数的不确定性分析26-27
• 2.4 地震易损性分析27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 基于OPENSEES的深水刚构桥有限元建模30-50
• 3.1 OPENSEES程序介绍30-32
• 3.2 工程背景32-33
• 3.3 桥梁有限元模型的建立33-44
• 3.3.1 墩柱非线性的模拟33-39
• 3.3.2 支座的模拟39
• 3.3.3 桩—土相互作用模拟39-41
• 3.3.4 动水效应的模拟41-44
• 3.4 无水条件下桥梁自振特性分析44-46
• 3.5 不同水深下的自振周期对比46-47
• 3.6 本章小结47-50
• 4 无水条件下大跨度刚构桥IDA分析50-76
• 4.1 地震波的选取50-53
• 4.2 损伤判断准则53-57
• 4.2.1 桥墩损伤指标53-56
• 4.2.2 支座损伤指标56-57
• 4.3 内侧墩底和墩顶曲率IDA分析57-66
• 4.3.1 IDA分析结果57-61
• 4.3.2 IDA分位曲线61-65
• 4.3.3 地震易损性曲线65-66
• 4.4 外侧墩底和墩顶曲率的IDA分析66-70
• 4.4.1 IDA分析结果66-67
• 4.4.2 IDA分位曲线67-69
• 4.4.3 地震易损性曲线69-70
• 4.5 支座位移IDA分析70-74
• 4.5.1 IDA分析结果70-73
• 4.5.2 IDA分位曲线73-74
• 4.5.3 地震易损性曲线74
• 4.6 本章小结74-76
• 5 不同水深下的大跨度刚构桥地震损伤的对比分析76-102
• 5.1 不同水深下曲率IDA分析76-86
• 5.1.1 水深12m76-81
• 5.1.2 水深27m81-86
• 5.2 不同水深下支座位移IDA分析86-88
• 5.2.1 水深12m86-87
• 5.2.2 水深27m87-88
• 5.3 不同水深下损伤对比88-97
• 5.3.1 曲率对比89-95
• 5.3.2 支座位移对比95-97
• 5.4 易损性曲线对比97-99
• 5.5 本章小结99-102
• 6 结论及展望102-104
• 6.1 结论102-103
• 6.2 展望103-104
• 参考文献104-108
• 作者简历108-112
• 学位论文数据集112

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邓关彩,王建,崔宁;单跨刚构桥工程设计[J];城市道桥与防洪;2003年02期

2 王玲霞;;刚构桥的构造研究[J];公路交通科技(应用技术版);2008年12期

3 范佐银;武维宏;舒春生;;门式刚构桥设计[J];山西建筑;2008年20期

4 沈波;;超短边跨V型刚构桥的设计及施工[J];中国市政工程;2009年01期

5 王吉双;;中等跨径门式刚构桥的设计[J];安徽建筑;2009年01期

6 杨凤莲;;斜交刚构桥设计中的斜交弯矩研究[J];山西建筑;2010年11期

7 刘勇志;胡成;金晶;朱荣;;Y型墩刚构桥支架拆除时机与合拢顺序[J];江南大学学报(自然科学版);2010年05期

8 王骅;芦可琪;;安庆晴岚路预应力混凝土门式刚构桥设计[J];城市道桥与防洪;2011年10期

9 张佐安;;对刚构桥梁施工质量的一些思考[J];西南公路;2011年04期

10 史明亮;;曲线刚构桥弯曲效应初探[J];交通世界(建养.机械);2012年01期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 黄文机;漆光荣;陈玉标;;预应力混凝土刚构桥在福建的发展[A];'95预应力混凝土连续梁和刚构桥学术会议论文集[C];1995年

2 黄文机;漆光荣;郑信光;;福建桥梁之花——T型刚构[A];全国桥梁结构学术大会论文集（上册）[C];1992年

3 祝金鹏;高永青;孙西磊;;多跨连续V形刚构桥设计分析[A];公路交通与建设论坛（2011）[C];2003年

4 王占飞;庞辉;李帼昌;杨阳;;基于Pushover分析的刚构桥抗震设计方法研究[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2012年

5 殷平;王彤;谢旭;;刚构桥梁弹塑性地震响应计算方法比较研究[A];第六届全国防震减灾工程学术研讨会暨第二届海峡两岸地震工程青年学者研讨会论文集（Ⅱ）[C];2012年

6 饶舒;王克海;叶英华;;大跨径单箱单室刚构桥箱梁的空间有限元分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2006年

7 王学斌;黄和宾;;海沧大桥西航道桥设计与施工[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会论文集[C];1999年

8 刘海彬;杜进生;罗小峰;;泾河大桥合拢内力和变形分析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 张行;地震作用下高墩刚构桥动力稳定性能研究[D];华中科技大学;2010年

2 范振华;地震作用下超高墩刚构桥倒塌破坏关键问题研究[D];武汉理工大学;2013年

3 聂鑫;钢—混凝土组合刚构桥关键结构受力性能研究[D];清华大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李斯;大跨度连续刚构桥底板横向受力研究[D];中国地质大学(北京);2015年

2 曲士平;预应力混凝土T形刚构桥静动力性能研究[D];长安大学;2015年

3 金佳敏;基于IDA方法的大跨度深水刚构桥地震损伤性能研究[D];北京交通大学;2016年

4 张龙;T型刚构桥悬臂及转体施工控制技术研究[D];石家庄铁道大学;2016年

5 许凡;某T型刚构桥运营期健康状态分析[D];华南理工大学;2016年

6 冯庆华;T形刚构桥的静动力检测技术试验研究[D];吉林大学;2009年

7 吴鹏;大跨度曲线刚构桥静力特性研究[D];重庆交通大学;2010年

8 刘勇志;Y型墩预应力刚构桥设计参数及施工方案优化研究[D];合肥工业大学;2010年

9 李果;钢—混凝土组合刚构桥静力性能与抗震性能研究[D];清华大学;2012年

10 袁鑫;大跨度刚构桥施工阶段风险分析[D];长安大学;2008年

，

本文编号：876218