【摘要】：近些年來，我國修建了大量的跨江、近海及西部庫區(qū)的深水橋梁。在地震作用下，橋墩的水下部分和周圍水體之間的相互作用(動水壓力)不僅會改變橋梁的動力特性，還會增大其地震反應(yīng)，而波浪是深水橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計的常荷載之一。目前，國內(nèi)外對地震作用下深水隔震橋梁的地震反應(yīng)和抗震性能尚缺乏深入的研究。本文以深水隔震橋梁為主要對象，對地震作用下隔震橋梁地震反應(yīng)特點及地震動水壓力和波浪效應(yīng)共同作用下隔震橋梁的抗震性能進(jìn)行了較為深入的研究，為深水隔震橋梁的基于性能的抗震設(shè)計及抗震加固方案的選取提供理論探索，具有重要的工程意義。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括： 1.在查閱大量國外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述了地震動水壓力、波浪效應(yīng)及橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能評估及地震易損性分析的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，形成了本文的研究框架和思路。 2.基于輻射波浪理論和Morison方程分別求解地震動水壓力和波浪效應(yīng)對橋墩的作用，建立了能夠同時考慮動水壓力和波浪作用的橋梁動力平衡方程；通過有限元分析，對非隔震橋梁和隔震橋梁兩種結(jié)構(gòu)體系的自振頻率及地震反應(yīng)在考慮動水壓力作用與不考慮動水壓力作用下的影響程度進(jìn)行對比分析，然后在考慮動水壓力作用下探討了這兩種橋梁結(jié)構(gòu)體系對波浪效應(yīng)的敏感性，并對隔震橋梁的減震效果進(jìn)行了分析。研究表明：動水壓力改變了橋梁的動力特性，增大了橋梁的地震反應(yīng)；波浪效應(yīng)對橋梁的地震反應(yīng)有可能增大也有可能減小，相對動水壓力而言波浪影響較小；無論是從橋梁結(jié)構(gòu)的各階頻率，還是地震反應(yīng)來看，非隔震橋梁結(jié)構(gòu)體系較隔震橋梁結(jié)構(gòu)體系對動水壓力和波浪的反應(yīng)都更為敏感。由此得出：在有水區(qū)域，隔震橋梁結(jié)構(gòu)體系抗震性能優(yōu)勢更明顯。 3.考慮地震動水壓力和波浪效應(yīng)的共同作用，建立了隔震橋梁結(jié)構(gòu)的彈塑性有限元分析模型，從太平洋地震研究中心(PEER)的數(shù)據(jù)庫中選取17條天然地震波記錄對其進(jìn)行了IDA分析，形成了該橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能評估曲線，對該橋梁進(jìn)行了抗震性能評估。分析得出，，基于IDA的抗震性能評估曲線不僅能夠清楚地反映出隔震橋梁在可能遇到不同強度地震下的損傷狀況，也能夠結(jié)合結(jié)構(gòu)所定義的極限狀態(tài)評估出結(jié)構(gòu)能夠抵抗地震等級的大��；無論是橋墩還是支座在17條天然波作用下IDA曲線都表明，隨著地震動加速度峰值的增加，各曲線的離散程度愈明顯；通過對橋梁支座和橋墩抗震性能的評估顯示，鉛芯橡膠支座在加速度峰值0.1g左右時開始進(jìn)入屈服階段耗散地震能量；但與橋墩相比，支座是橋梁設(shè)計過程中的薄弱環(huán)節(jié)，更容易在地震中遭受破壞。 4.以深水隔震橋梁的IDA分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用IDA法形成橋墩、支座及橋梁系統(tǒng)主的地震易損性曲線，根據(jù)形成的橋墩、支座及橋梁系統(tǒng)的易損性曲線對其在不同地震強度下發(fā)生不同程度破壞的概率進(jìn)行評估。研究表明，橋墩從輕微破壞到倒塌破壞表現(xiàn)出了較好的延性，使橋墩發(fā)生倒塌破壞的概率有大幅度的降低，該橋墩具有較好的抗震性能；由于支座型號以及在結(jié)構(gòu)中所處位置的不同，使得邊墩支座(LRB800)的抗震性能要比中墩支座(LRB1600)的抗震能力要差；橋梁系統(tǒng)作為一個整體比橋墩構(gòu)件在地震作用下更易遭受損壞。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U442.55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2399769