地震對橋梁結(jié)構(gòu)的破壞越來越受到人們的關(guān)注,斜拉橋作為重要交通工程,一旦在地震中遭遇毀壞將對社會經(jīng)濟帶來不可估量的損失。當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者對橋梁結(jié)構(gòu)的地震易損性研究已取得一些成果,但針對大跨徑斜拉橋的文獻(xiàn)不多,同時橋梁結(jié)構(gòu)的抗震可恢復(fù)性研究作為當(dāng)今抗震評估體系的延伸和升級,國內(nèi)外對這方面的研究相對空白。所以有必要對大跨徑斜拉橋的地震易損性及抗震可恢復(fù)性進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。本文以江海大橋為依托工程,利用SAP2000有限元軟件對斜拉橋進(jìn)行增量動力分析(IDA)和地震易損性分析,在此基礎(chǔ)上對該橋的抗震可恢復(fù)性展開探討,進(jìn)一步評估橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)歸納總結(jié)了地震作用下結(jié)構(gòu)易損性及抗震可恢復(fù)性的研究背景和現(xiàn)狀,介紹了理論易損性曲線的形成思路,著重探索了結(jié)構(gòu)抗震可恢復(fù)性的分析方法。(2)建立了SAP2000江海大橋有限元分析模型,計算其動力特性。選用X-TRACT軟件對主塔劃分的各關(guān)鍵截面進(jìn)行了彎矩-曲率分析和損傷標(biāo)定。合理選用了12條地震波,經(jīng)調(diào)幅和分級后,對該橋進(jìn)行了IDA分析,繪制了各關(guān)鍵截面的IDA曲線。(3)通過對IDA分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,擬合得到了主塔各關(guān)鍵截面不同損傷情況的超越概率曲線,即地震易損性曲線,確定了主塔容易損傷部位及演變規(guī)律。(4)基于IDA分析的結(jié)果,選用了符合條件的地震波對江海大橋展開抗震可恢復(fù)性分析。獲得了整體抗震可恢復(fù)性指標(biāo)I_總、階段抗震可恢復(fù)性指標(biāo)I_(Di)和抗震可恢復(fù)性等級。結(jié)合地震易損性分析,得到了特定強度地震作用后抗震能力剩余比的期望值E_(IM)。最后基于可恢復(fù)性的理念提出了橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的新型框架。研究結(jié)果表明:江海大橋的前兩階振型都是主塔橫向側(cè)彎,橫橋向剛度較弱。在橫向地震作用下,主塔底部截面為最容易損傷的部位,該截面的整體抗震可恢復(fù)性指標(biāo)為I_總=0.591,不同損傷區(qū)間對應(yīng)的階段抗震可恢復(fù)性指標(biāo)分別為I_(D0)=0.981、I_(D1)=0.925、I_(D2)=0.651、I_(D3)=0.182和I_(D4)=0.000。說明隨著地震動強度的增大,江海大橋的抗震儲備能力不斷降低。經(jīng)本文選定的地震動強度Sa=0.150g和Sa=0.271g作用后,其自身的抗震能力由80.6%降到46.7%,從概率意義上說明了特定強度地震作用后結(jié)構(gòu)的抗震安全儲備變化情況,為震后橋梁結(jié)構(gòu)安全評估和修復(fù)工作提供指導(dǎo)。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U442.55;U448.27
【部分圖文】：

圖 1.1 橋梁震害主要原因結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原理的角度考慮，一般將橋梁結(jié)構(gòu)的震害劃分為效引起的破壞；第二則為結(jié)構(gòu)強烈震動引起的破壞。本文從橋索橋梁建設(shè)及具體部位不合理等因素造成的震害。下面依次列件、下部結(jié)構(gòu)及橋臺的震害圖片。

圖1.3支座震害

（a）橋墩墩頂破壞 （b）橋墩墩底剪切破壞圖 1.4 下部結(jié)構(gòu)震害（a）橋臺肋板開裂 （b）橋臺背墻和側(cè)墻破壞圖 1.5 橋臺震害隨著新型工程抗震研究理念和設(shè)計方法的演變和推廣，尤其是 20 世紀(jì) 90 年代提出的基于性能的抗震研究手段的廣泛應(yīng)用，我國在工程抗震領(lǐng)域取得了重大突破[8]。廣大橋梁界學(xué)者都參與到橋梁抗震領(lǐng)域的研究中，但是當(dāng)前針對大跨徑斜拉橋結(jié)構(gòu)地震易損

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4 梁智W

本文編號：2823293