地震災(zāi)害常常給人類帶來難以承受的損傷。人們?cè)诮?jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)越來越重視地震對(duì)人類活動(dòng)的影響�？紤]到橋梁在通行中起著關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的作用,國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)橋梁抗震不斷進(jìn)行研究探索。其中,對(duì)于大跨度懸索橋的討論,由于震害相對(duì)較少,對(duì)其研究尚有不足。同時(shí),近年來地震工程界的抗震設(shè)計(jì)理念開始從單一強(qiáng)調(diào)地震安全性向安全性與可恢復(fù)性并舉方向轉(zhuǎn)變,如何針對(duì)懸索橋進(jìn)行抗震韌性評(píng)價(jià)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(xiàn)基礎(chǔ)上,針對(duì)大跨懸索橋有限元模型修正和抗震韌性評(píng)價(jià)分析進(jìn)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?yàn)槔?將懸索橋劃分為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子結(jié)構(gòu);利用主塔橫向模態(tài)相對(duì)獨(dú)立的特點(diǎn),通過對(duì)主塔子結(jié)構(gòu)模型的修正得到合理的主塔承臺(tái)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?yàn)槔?利用數(shù)值模擬針對(duì)雙塔平行索面自錨式懸索橋的抗震性能進(jìn)行了研究。對(duì)影響其主塔振動(dòng)特性的主要參數(shù)進(jìn)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(yīng)結(jié)果,分析了作為新型抗震措施的中央扣對(duì)該類懸索橋地震反應(yīng)的影響。(3)針對(duì)雙塔平行索面自錨式懸索橋的地震易損性進(jìn)行了研究。利用主塔塔底彎矩曲率曲線確定不同等級(jí)的損傷指標(biāo),采用IDA法計(jì)算不同損傷指標(biāo)的能力需求比,進(jìn)行主塔構(gòu)件級(jí)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(duì)我國(guó)已建和在建懸索橋的統(tǒng)計(jì)分析得到的具有代表意義的另兩類典型懸索橋進(jìn)行地震易損性的比較。(4)對(duì)雙塔平行索面自錨式懸索橋的抗震韌性評(píng)價(jià)方法進(jìn)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(guó)橋梁維修加固工法的特點(diǎn),確定損失函數(shù),采用線性恢復(fù)模型計(jì)算韌性指數(shù);并結(jié)合該類懸索橋的特點(diǎn)與考慮修復(fù)時(shí)間與重建時(shí)間比作為韌性指數(shù)的方法進(jìn)行了比較,探討了兩種方法的各自特點(diǎn)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U442.55
【部分圖文】：

＊8 南京長(zhǎng)江四橋 1418 中國(guó) 20129 亨伯橋 1410 英國(guó) 198110 亞烏茲蘇丹塞利姆大橋 1408 土耳其 2016隨著社會(huì)生活需求的不斷提高，大跨橋梁的設(shè)計(jì)建造技術(shù)不斷進(jìn)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(xué)者的重心是車行懸索橋，20 世紀(jì) 80 年代我國(guó)陸續(xù)在西藏達(dá)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(zhǎng)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(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會(huì)，2009）。進(jìn)入 21 世紀(jì)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?yàn)榇硇宰藻^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(zhǎng)江四橋 1418 中國(guó) 20129 亨伯橋 1410 英國(guó) 198110 亞烏茲蘇丹塞利姆大橋 1408 土耳其 2016隨著社會(huì)生活需求的不斷提高，大跨橋梁的設(shè)計(jì)建造技術(shù)不斷進(jìn)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(xué)者的重心是車行懸索橋，20 世紀(jì) 80 年代我國(guó)陸續(xù)在西藏達(dá)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(zhǎng)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(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程分會(huì)，2009）。進(jìn)入 21 世紀(jì)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?yàn)榇硇宰藻^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(yīng)性圖 1-4 可恢復(fù)性理論框架基本屬性示意在國(guó)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(fù)性的研究現(xiàn)狀，并且對(duì)可恢復(fù)性理念之一的可更換構(gòu)件即雙肢剪力墻構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)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(fù)時(shí)間研究震后交通通行能力，以基本完善的通行能力為目標(biāo)探索橋梁震后修復(fù)方法。許圣（2015）在國(guó)外相關(guān)理論的基礎(chǔ)上，將橋梁結(jié)構(gòu)損傷、經(jīng)濟(jì)損失、功能折減與恢復(fù)重建的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行比較，提出可恢復(fù)性指標(biāo)和可恢復(fù)性效益兩個(gè)變量來衡量橋梁結(jié)構(gòu)的震后可恢復(fù)能力和效益。與國(guó)外相比，目前我國(guó)城市橋梁的抗震韌性評(píng)價(jià)體系尚未完整建立，尤其大跨橋梁震害較少的情況下，對(duì)其抗震韌性評(píng)價(jià)有待進(jìn)一步補(bǔ)充。目前我們尚不能對(duì)其韌性有個(gè)客觀、清晰的把握。建立城市橋梁系統(tǒng)抗震韌性的定量評(píng)價(jià)理論和方法，是當(dāng)前亟待解決的一個(gè)問題。
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