地震災害常常給人類帶來難以承受的損傷。人們在經(jīng)濟發(fā)展的同時越來越重視地震對人類活動的影響。考慮到橋梁在通行中起著關(guān)鍵節(jié)點的作用,國內(nèi)外研究學者對橋梁抗震不斷進行研究探索。其中,對于大跨度懸索橋的討論,由于震害相對較少,對其研究尚有不足。同時,近年來地震工程界的抗震設(shè)計理念開始從單一強調(diào)地震安全性向安全性與可恢復性并舉方向轉(zhuǎn)變,如何針對懸索橋進行抗震韌性評價正越來越引起人們的關(guān)注。鑒于此,本文在查閱大量橋梁抗震相關(guān)文獻基礎(chǔ)上,針對大跨懸索橋有限元模型修正和抗震韌性評價分析進行初步探究,具體工作如下:(1)根據(jù)平行索面懸索橋的結(jié)構(gòu)體系特征,提出了子結(jié)構(gòu)多階段模型修正方法。以克拉瑪依市龍門橋為例,將懸索橋劃分為幾個相對獨立的子結(jié)構(gòu);利用主塔橫向模態(tài)相對獨立的特點,通過對主塔子結(jié)構(gòu)模型的修正得到合理的主塔承臺下樁-土相互作用的彈性支承參數(shù);將其施加在整體有限元模型中,完成整橋的有限元模型修正,從而提高此類懸索橋有限元模型修正的效率。(2)以哈爾濱陽明灘大橋為例,利用數(shù)值模擬針對雙塔平行索面自錨式懸索橋的抗震性能進行了研究。對影響其主塔振動特性的主要參數(shù)進行敏感度分析,在此基礎(chǔ)上在跨中設(shè)置不同類型中央扣,比較關(guān)鍵位置的地震響應結(jié)果,分析了作為新型抗震措施的中央扣對該類懸索橋地震反應的影響。(3)針對雙塔平行索面自錨式懸索橋的地震易損性進行了研究。利用主塔塔底彎矩曲率曲線確定不同等級的損傷指標,采用IDA法計算不同損傷指標的能力需求比,進行主塔構(gòu)件級地震易損性分析;在此基礎(chǔ)上與支座易損性聯(lián)合分布得到系統(tǒng)易損性;并與通過對我國已建和在建懸索橋的統(tǒng)計分析得到的具有代表意義的另兩類典型懸索橋進行地震易損性的比較。(4)對雙塔平行索面自錨式懸索橋的抗震韌性評價方法進行了初步探索。利用前文得到的易損性分析結(jié)果,結(jié)合我國橋梁維修加固工法的特點,確定損失函數(shù),采用線性恢復模型計算韌性指數(shù);并結(jié)合該類懸索橋的特點與考慮修復時間與重建時間比作為韌性指數(shù)的方法進行了比較,探討了兩種方法的各自特點。
【學位單位】：中國地震局工程力學研究所
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U442.55
【部分圖文】：

＊8 南京長江四橋 1418 中國 20129 亨伯橋 1410 英國 198110 亞烏茲蘇丹塞利姆大橋 1408 土耳其 2016隨著社會生活需求的不斷提高，大跨橋梁的設(shè)計建造技術(shù)不斷進步，大跨懸索橋的建設(shè)數(shù)量正逐年增多（黃勇，2018）。現(xiàn)在研究學者的重心是車行懸索橋，20 世紀 80 年代我國陸續(xù)在西藏達孜、遼寧大連、福建泰寧等城市建造出以鋼桁架作為加勁梁的地錨式懸索橋，90 年代地錨式懸索橋逐漸出現(xiàn)了以鋼筋混凝土的門式框架作為主塔，加勁梁則表現(xiàn)為鋼桁架、鋼箱梁、混凝土桁架、混凝土肋板等多種形式。其中香港青馬大橋、江蘇江陰長江大橋等都是非常有代表性跨度超過1000m 的超大跨懸索橋（中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會，2009）。進入 21 世紀后，大跨度自錨式懸索橋更是如雨后春筍般發(fā)展起來。重慶鵝公巖橋為代表性自錨式懸索橋，主結(jié)構(gòu)為雙塔五跨的軌道專用橋梁；以及武漢江漢六橋、湘江三汊磯大橋等，目前常用的加勁梁形式多為鋼箱梁或鋼混組合梁。

＊8 南京長江四橋 1418 中國 20129 亨伯橋 1410 英國 198110 亞烏茲蘇丹塞利姆大橋 1408 土耳其 2016隨著社會生活需求的不斷提高，大跨橋梁的設(shè)計建造技術(shù)不斷進步，大跨懸索橋的建設(shè)數(shù)量正逐年增多（黃勇，2018）�，F(xiàn)在研究學者的重心是車行懸索橋，20 世紀 80 年代我國陸續(xù)在西藏達孜、遼寧大連、福建泰寧等城市建造出以鋼桁架作為加勁梁的地錨式懸索橋，90 年代地錨式懸索橋逐漸出現(xiàn)了以鋼筋混凝土的門式框架作為主塔，加勁梁則表現(xiàn)為鋼桁架、鋼箱梁、混凝土桁架、混凝土肋板等多種形式。其中香港青馬大橋、江蘇江陰長江大橋等都是非常有代表性跨度超過1000m 的超大跨懸索橋（中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會，2009）。進入 21 世紀后，大跨度自錨式懸索橋更是如雨后春筍般發(fā)展起來。重慶鵝公巖橋為代表性自錨式懸索橋，主結(jié)構(gòu)為雙塔五跨的軌道專用橋梁；以及武漢江漢六橋、湘江三汊磯大橋等，目前常用的加勁梁形式多為鋼箱梁或鋼混組合梁。

b 魯棒性 c 適應性圖 1-4 可恢復性理論框架基本屬性示意在國內(nèi)，呂西林（2011）曾總結(jié)目前相關(guān)研究中結(jié)構(gòu)可恢復性的研究現(xiàn)狀，并且對可恢復性理念之一的可更換構(gòu)件即雙肢剪力墻構(gòu)件進行詳細闡述。何峰（2017）在建立某橋梁交通網(wǎng)絡(luò)模型完成易損性分析的基礎(chǔ)上，采用非平衡分配理論依據(jù)恢復時間研究震后交通通行能力，以基本完善的通行能力為目標探索橋梁震后修復方法。許圣（2015）在國外相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，將橋梁結(jié)構(gòu)損傷、經(jīng)濟損失、功能折減與恢復重建的相關(guān)指標進行比較，提出可恢復性指標和可恢復性效益兩個變量來衡量橋梁結(jié)構(gòu)的震后可恢復能力和效益。與國外相比，目前我國城市橋梁的抗震韌性評價體系尚未完整建立，尤其大跨橋梁震害較少的情況下，對其抗震韌性評價有待進一步補充。目前我們尚不能對其韌性有個客觀、清晰的把握。建立城市橋梁系統(tǒng)抗震韌性的定量評價理論和方法，是當前亟待解決的一個問題。
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本文編號：2846499