【摘要】：大跨斜拉橋是交通生命線上重要的非規(guī)則橋梁,為了減輕其地震損害程度,工程中常在橋梁上設置減、隔震裝置,達到延長結(jié)構周期,耗散地震能量,保護橋梁免受損傷的目的。橋梁結(jié)構的地震易損性反應結(jié)構在不同強度地面運動作用下,地震響應超過某一規(guī)定破壞狀態(tài)的概率。地震易損性曲線是其最直觀的表達形式,反應結(jié)構損傷和地震動的關系,是橋梁風險評估的一種很重要的手段,因此有必要對采用減隔震裝置的斜拉橋進行易損性研究。本文以可克達拉大橋為例,對其進行阻尼器參數(shù)及地震易損性分析。主要內(nèi)容如下:1.建立斜拉橋有限元模型進行動力特性分析,獲得橋梁的基本周期和振型。在縱橋向設置粘滯阻尼器,通過非線性時程分析獲得結(jié)構地震響應值,提取主梁跨中位移、塔底剪力、彎矩、阻尼器阻尼力,運用matlab進行曲面擬合,建立不同響應量的方程,構建效果評估函數(shù),求出最佳阻尼系數(shù)C和阻尼指數(shù)ξ;橫橋向在輔助墩、過渡墩、橋塔處設置鋼阻尼器,提取關鍵截面的地震響應量,運用均值化方法對數(shù)據(jù)進行標準化處理,求出不同位置處鋼阻尼器合理的屈服剛度。2.考慮結(jié)構的不確定性,選取鋼筋彈性模量,鋼筋的屈服強度,混凝土的彈性模量作為代表。運用拉丁超立方抽樣(LHS)生成橋梁結(jié)構的樣本,并和選定的地震波進行隨機組合,生成“地震波-結(jié)構樣本”集。建立不同樣本的有限元模型,對地震波進行調(diào)幅,形成一系列小樣本,對每一小樣本進行非線性時程分析,提取關鍵構件的地震響應值。3.針對斜拉橋不同構件提出不同的損傷指標,運用能力需求比方法得到斜拉橋不同部位的易損性曲線。通過比較橋塔各截面損傷概率的大小,可以得到縱橋向和橫橋向的最容易損傷截面。并對設置阻尼器和不設置阻尼器兩種情況下各構件的易損性進行對比分析,最后運用可靠度理論建立斜拉橋系統(tǒng)的地震易損性曲線。
[Abstract]:Long-span cable-stayed bridge is an important non-regular bridge in traffic lifeline. In order to reduce its earthquake damage degree, in order to reduce the earthquake damage, it is often installed in the bridge with isolation device to prolong the structural cycle and dissipate seismic energy. The purpose of protecting bridges from damage. The seismic response of bridge structures under the action of ground motion of different strength exceeds the probability of a specified failure state. Seismic vulnerability curve is the most intuitionistic expression, and the relationship between damage and ground motion is a very important means of bridge risk assessment, so it is necessary to study the vulnerability of cable-stayed bridge with isolation device. In this paper, the damper parameters and seismic vulnerability of Cockdara Bridge are analyzed. The main content is as follows: 1. The finite element model of cable-stayed bridge is established to analyze the dynamic characteristics, and the basic period and mode of the bridge are obtained. A viscous damper is set up in the longitudinal bridge. The seismic response value of the structure is obtained by nonlinear time-history analysis. The mid-span displacement of the main beam, the shear force at the bottom of the tower, the bending moment and the damping force of the damper are extracted. The curved surface fitting is carried out by using matlab, and the equations of different response quantities are established. The optimal damping coefficient C and damping index 尉 are obtained by constructing the effect evaluation function, steel dampers are installed at auxiliary piers, transition piers and towers to extract the seismic response of key sections, and the data are standardized by means of the mean value method. The reasonable yield stiffness of steel dampers at different positions is obtained. Considering the uncertainty of the structure, the elastic modulus of steel bar, yield strength of steel bar and elastic modulus of concrete are selected as representatives. The Latin hypercube sampling (LHS) is used to generate the bridge structure samples and the random combination of the selected seismic waves to generate the "seismic wave-structure samples" set. The finite element model of different samples was established, and a series of small samples were formed by amplitude modulation of seismic waves. The nonlinear time history analysis of each small sample was carried out, and the seismic response value of key components was extracted. According to different components of cable-stayed bridge, different damage indexes are put forward, and the vulnerability curves of different parts of cable-stayed bridge are obtained by the method of capacity demand ratio. By comparing the damage probability of each section of the bridge tower, the most easily damaged section of the longitudinal bridge direction and the transverse bridge direction can be obtained. Finally, the seismic vulnerability curves of cable-stayed bridge system are established by using reliability theory.
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U442.55;U448.27

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本文編號：2134558