本文選題：近海隔震橋梁　切入點(diǎn)：鋼筋混凝土劣化　出處：《廣州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高和區(qū)域間合作交流的加強(qiáng),我國(guó)沿海地區(qū)興建了多座近海橋梁工程。采用隔震裝置的橋梁能夠有效抵御地震作用的損害,保證橋梁上部結(jié)構(gòu)的安全,并對(duì)地震后交通運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)行發(fā)揮了重要作用,因此近海隔震橋梁得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而,近海橋梁工程會(huì)經(jīng)歷長(zhǎng)期復(fù)雜的海洋環(huán)境,其超長(zhǎng)、大跨的特點(diǎn)也在突發(fā)地震的作用下面臨著嚴(yán)峻的威脅。近海地區(qū)的海洋環(huán)境復(fù)雜特殊,可能會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕等劣化作用,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性能產(chǎn)生不利的影響。為研究近海腐蝕環(huán)境在全壽命服役期內(nèi)對(duì)近海隔震橋梁抗震性能的影響,本文擬考慮鋼筋混凝土墩柱內(nèi)縱筋、箍筋和混凝土的劣化效應(yīng),并考慮摩擦擺隔震支座在海洋環(huán)境中的劣化效應(yīng),建立不同服役期、不同劣化因素的隔震橋梁模型,采用抗震能力、地震響應(yīng)和易損性曲線三個(gè)方法對(duì)摩擦擺支座近海隔震橋梁的抗震性能進(jìn)行評(píng)估,主要研究?jī)?nèi)容如下:1、建立鋼筋混凝土墩柱的整體劣化模型:總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼筋混凝土性能劣化的研究現(xiàn)狀,橋梁鋼筋混凝土墩柱內(nèi)縱筋的銹蝕采用坑蝕模型進(jìn)行計(jì)算;根據(jù)相關(guān)人工加速腐蝕試驗(yàn)得到的箍筋銹蝕率和縱筋銹蝕率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立箍筋銹蝕率隨縱筋銹蝕率的變化規(guī)律;箍筋銹蝕后會(huì)降低對(duì)核心混凝土的約束作用,根據(jù)箍筋的性能劣化可計(jì)算得到核心混凝土性能劣化后的大小;通過(guò)相關(guān)計(jì)算公式可確定保護(hù)層混凝土力學(xué)性能隨腐蝕時(shí)間的變化規(guī)律。在鋼筋混凝土墩柱的性能劣化分析中,綜合考慮縱筋、箍筋、保護(hù)層混凝土和核心混凝土的劣化作用,建立了鋼筋混凝土墩柱的整體劣化模型。2、提出摩擦擺隔震支座的劣化規(guī)律:根據(jù)課題組前期對(duì)摩擦擺隔震支座進(jìn)行的人工加速腐蝕試驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果,對(duì)干濕循環(huán)試驗(yàn)和周期鹽霧試驗(yàn)分別模擬的大氣區(qū)和浪濺區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,提出了摩擦擺隔震支座靜、動(dòng)摩擦系數(shù)隨劣化時(shí)間的變化規(guī)律,并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果應(yīng)用于本文的研究中,可計(jì)算出摩擦擺隔震支座摩擦系數(shù)在服役期120年內(nèi)的變化值。3、基于鋼筋混凝土墩柱劣化的橋梁抗震能力分析:采用Midas/Civil軟件建立近海隔震橋梁非線性分析模型,橋梁墩柱采用彈塑性纖維梁柱單元進(jìn)行模擬。分別考慮橋梁墩柱內(nèi)縱筋、箍筋和混凝土單獨(dú)及耦合劣化模型,建立每隔15年服役期的隔震橋梁劣化模型,對(duì)不同劣化因素、不同服役時(shí)間點(diǎn)的橋梁模型進(jìn)行彎矩—曲率分析分析鋼筋混凝土墩柱內(nèi)縱筋、箍筋和混凝土單獨(dú)及耦合劣化模型對(duì)墩柱抗震能力的影響。4、基于橋梁墩柱和摩擦擺支座劣化的地震響應(yīng)分析:分別考慮墩柱內(nèi)縱筋、箍筋和混凝土單獨(dú)及耦合劣化模型,并考慮摩擦擺支座單獨(dú)劣化模型以及與墩柱共同劣化模型,對(duì)各橋梁劣化模型分別建立7條地震波、三個(gè)峰值加速度(0.2g、0.4g和0.6g)和9個(gè)劣化時(shí)間點(diǎn)的共計(jì)189個(gè)分析模型,分析橋梁在縱向地震波作用下橋梁墩柱和支座在順橋向的地震響應(yīng),揭示了墩柱劣化和摩擦擺支座劣化對(duì)橋梁地震響應(yīng)的影響規(guī)律,確保橋梁在使用壽命期內(nèi)的安全性。5、基于橋梁墩柱和摩擦擺支座劣化的易損性分析:總結(jié)時(shí)程分析時(shí)地震波的選取要求,選取符合場(chǎng)地要求的20條地震波。考慮支座摩擦系數(shù)、坑蝕系數(shù)、鋼筋屈服強(qiáng)度和混凝土抗壓強(qiáng)度等主要因素的隨機(jī)性,采用拉丁超立方體抽樣方法進(jìn)行抽樣,與地震波形成一一對(duì)應(yīng)的20個(gè)地震波—樣本模型。綜合考慮橋梁墩柱和摩擦擺支座共同劣化模型,分別計(jì)算每個(gè)樣本模型服役60年和120時(shí)的劣化參數(shù)。采用IDA的分析方法,峰值加速度從0.1g增加到0.8g,間隔0.1g,共計(jì)480次非線性時(shí)程分析。橋梁墩柱的損傷指標(biāo)采用可以反映耗能和變形的雙參數(shù)指標(biāo)Park-Ang損傷指標(biāo)D,摩擦擺支座采用反映變形的支座位移為損傷指標(biāo)。建立橋梁結(jié)構(gòu)需求和地震動(dòng)強(qiáng)度指標(biāo)PGA之間的概率地震需求模型,通過(guò)計(jì)算墩柱和支座的易損性曲線,分析了墩柱和支座在全壽命服役期內(nèi)超越概率的變化規(guī)律,為近海隔震橋梁的全壽命分析奠定了基礎(chǔ),并為其投資建設(shè)和加固維修提供科學(xué)依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U442.55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1643272