隨著西部大開(kāi)發(fā)、脫貧攻堅(jiān)等戰(zhàn)略的實(shí)施,西部地區(qū)的鐵路建設(shè)日益增加,西部地區(qū)地勢(shì)險(xiǎn)峻使得高墩大跨度橋梁被廣泛應(yīng)用。與此同時(shí),我國(guó)西北、西南部屬于高烈度地震區(qū),高墩的抗震性能成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和研究的熱點(diǎn)。因?yàn)閭鹘y(tǒng)高墩體量大、塑性鉸不確定等諸多缺點(diǎn),國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后提出了多種不同截面型式的新型高墩結(jié)構(gòu),在黃-韓-侯鐵路縱目溝特大橋首次采用了新型柱板式空心高墩,該結(jié)構(gòu)借鑒抗震剪力墻的優(yōu)越抗震性。由框架墩柱及橫梁組成格構(gòu)式主體結(jié)構(gòu),采用薄壁鋼筋混凝土板連接框架墩柱。薄壁板既能提高橋墩剛度以保證鐵路對(duì)橋墩剛度的要求,又能在罕遇地震作用下開(kāi)裂破壞,使得結(jié)構(gòu)整體剛度下降,進(jìn)而使結(jié)構(gòu)的周期延長(zhǎng),耗散更多的地震能量,從而達(dá)到保護(hù)主體結(jié)構(gòu)在罕遇地震下免受較大的損傷的效果。本文以縱目溝特大橋?yàn)檠芯繉?duì)象,對(duì)柱板式橋墩的有限元數(shù)值模擬計(jì)算方法進(jìn)行研究。主要工作如下:（1）按相似原理對(duì)主墩節(jié)段的橫橋向柱板與框架、縱橋向柱板與框架四個(gè)構(gòu)件建立數(shù)值模型,采用ABAQUS有限元軟件,研究其在往復(fù)荷載的作用下的滯回特性、剛度退化以及破壞特征等抗震性能。研究表明:柱板結(jié)構(gòu)中柱間板圓孔處由于應(yīng)力集中的影響,在水平往復(fù)荷載下,圓孔處... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

柱板式

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-（a）空心薄壁墩（b）雙肢薄壁墩（c）組合式橋墩?qǐng)D1.2高墩結(jié)構(gòu)形式第一種空心墩，其優(yōu)點(diǎn)是抗扭、抗推和抗彎剛度大，其缺點(diǎn)是需要設(shè)置較大的縱向尺寸來(lái)抵抗懸臂施工時(shí)作用的不平衡彎矩，基礎(chǔ)和墩柱的尺寸需要放大，增加墩柱內(nèi)的配筋率，提高了建設(shè)成本；第二種橋墩墩身由兩個(gè)單肢薄壁墩柱組成，并由系梁連接雙肢，與第一種墩相比，其優(yōu)點(diǎn)是截面抗彎剛度的增強(qiáng)，系梁作為次要構(gòu)件，在地震發(fā)生時(shí)系梁首先耗能，從而保正橋墩的主體結(jié)構(gòu)的安全。在設(shè)計(jì)中為減小橋梁的縱向抗推剛度，可通過(guò)調(diào)整雙薄壁墩的間距，改變系梁的數(shù)量或截面尺寸能夠提高其橋墩剛度，可降低由溫差和收縮徐變產(chǎn)生附加內(nèi)力。張永亮等[3]通過(guò)改變地震響應(yīng)下雙肢間距、配筋率和壁厚等參數(shù)，運(yùn)用MIDASCivil軟件建立有限元全橋模型，研究雙薄壁墩的抗震性能，結(jié)果表明，雙薄壁墩的壁厚以及雙肢中心距對(duì)全橋的各階振型基本沒(méi)有影響，其1～5階自振頻率隨壁厚的增加而增大，其2～5階自振頻率與雙肢距離成正比，主墩塑性鉸區(qū)有著良好的變形能力。第三種墩綜合了前兩種橋墩的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)，擁有了兩者結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。在墩高在50～100m范圍內(nèi)的橋梁應(yīng)用較為廣泛。但缺點(diǎn)是與單薄壁墩相比，其高墩的整體穩(wěn)定性和局部構(gòu)件的穩(wěn)定性較差。自1980年后，我國(guó)高墩鐵路橋梁項(xiàng)目日益增加，一些大橋主墩都超過(guò)百米，李子溝大橋最高墩107m，主橋墩采用橫向圓弧端形變坡結(jié)構(gòu)，如圖1.3所示。圖1.3李子溝大橋花土坡特大橋（圖1.4），2個(gè)主墩超過(guò)百米，墩高分別為104m，110m，該橋址處風(fēng)速較大，墩身采用鋼筋混凝土圓端形空心墩，其墩型有較好的抗風(fēng)性能。

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-（a）空心薄壁墩（b）雙肢薄壁墩（c）組合式橋墩?qǐng)D1.2高墩結(jié)構(gòu)形式第一種空心墩，其優(yōu)點(diǎn)是抗扭、抗推和抗彎剛度大，其缺點(diǎn)是需要設(shè)置較大的縱向尺寸來(lái)抵抗懸臂施工時(shí)作用的不平衡彎矩，基礎(chǔ)和墩柱的尺寸需要放大，增加墩柱內(nèi)的配筋率，提高了建設(shè)成本；第二種橋墩墩身由兩個(gè)單肢薄壁墩柱組成，并由系梁連接雙肢，與第一種墩相比，其優(yōu)點(diǎn)是截面抗彎剛度的增強(qiáng)，系梁作為次要構(gòu)件，在地震發(fā)生時(shí)系梁首先耗能，從而保正橋墩的主體結(jié)構(gòu)的安全。在設(shè)計(jì)中為減小橋梁的縱向抗推剛度，可通過(guò)調(diào)整雙薄壁墩的間距，改變系梁的數(shù)量或截面尺寸能夠提高其橋墩剛度，可降低由溫差和收縮徐變產(chǎn)生附加內(nèi)力。張永亮等[3]通過(guò)改變地震響應(yīng)下雙肢間距、配筋率和壁厚等參數(shù)，運(yùn)用MIDASCivil軟件建立有限元全橋模型，研究雙薄壁墩的抗震性能，結(jié)果表明，雙薄壁墩的壁厚以及雙肢中心距對(duì)全橋的各階振型基本沒(méi)有影響，其1～5階自振頻率隨壁厚的增加而增大，其2～5階自振頻率與雙肢距離成正比，主墩塑性鉸區(qū)有著良好的變形能力。第三種墩綜合了前兩種橋墩的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)，擁有了兩者結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。在墩高在50～100m范圍內(nèi)的橋梁應(yīng)用較為廣泛。但缺點(diǎn)是與單薄壁墩相比，其高墩的整體穩(wěn)定性和局部構(gòu)件的穩(wěn)定性較差。自1980年后，我國(guó)高墩鐵路橋梁項(xiàng)目日益增加，一些大橋主墩都超過(guò)百米，李子溝大橋最高墩107m，主橋墩采用橫向圓弧端形變坡結(jié)構(gòu)，如圖1.3所示。圖1.3李子溝大橋花土坡特大橋（圖1.4），2個(gè)主墩超過(guò)百米，墩高分別為104m，110m，該橋址處風(fēng)速較大，墩身采用鋼筋混凝土圓端形空心墩，其墩型有較好的抗風(fēng)性能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]鐵路新型柱板式高墩抗震性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬方法研究[D]. 李子奇.蘭州交通大學(xué) 2019
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碩士論文
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[2]高烈度震區(qū)特大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋抗震性能研究[D]. 龔仕偉.重慶交通大學(xué) 2017
[3]基于OpenSEES分層殼單元復(fù)合鋼管混凝土邊框剪力墻抗震性能研究[D]. 丁雙杰.長(zhǎng)安大學(xué) 2017
[4]高層框架—剪力墻隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與試驗(yàn)研究[D]. 修明慧.廣州大學(xué) 2017
[5]基于等效桁架模型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)值分析[D]. 桂靜.北京交通大學(xué) 2016
[6]基于OpenSees的鋼筋混凝土剪力墻局部應(yīng)力研究[D]. 丁通.大連理工大學(xué) 2015
[7]柱—板式構(gòu)件抗震性能試驗(yàn)研究及有限元分析[D]. 蒲建海.蘭州交通大學(xué) 2015
[8]大跨連續(xù)剛構(gòu)橋抗震性能研究[D]. 張維宏.蘭州交通大學(xué) 2015
[9]柱板式空心橋墩抗震性能試驗(yàn)研究及有限元分析[D]. 留晗.蘭州交通大學(xué) 2013
[10]鐵路鋼筋混凝土重力式橋墩抗震性能研究[D]. 李娜.長(zhǎng)安大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2928088