支承體系對(duì)大跨斜拉橋地震易損性的影響研究
本文關(guān)鍵詞:支承體系對(duì)大跨斜拉橋地震易損性的影響研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:大跨度斜拉橋在我國(guó)公路和鐵路的交通設(shè)施中扮演著日益重要的角色,逐漸成為交通網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分。但是近些年來(lái)地震頻發(fā),尤其是“5·12”汶川地震給我們敲響了警鐘,地震嚴(yán)重威脅著橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且沒(méi)有比較全面可靠的規(guī)范可循,因此迫切需要對(duì)其開(kāi)展地震易損性研究。基于以上背景,結(jié)合我國(guó)已建大跨斜拉橋的結(jié)構(gòu)特性,以蘇通長(zhǎng)江大橋?yàn)槔?利用OpenSees有限元分析軟件,進(jìn)行了縱向、橫向和豎向地震輸入下的地震易損性分析。主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:1.概況了國(guó)內(nèi)外常規(guī)橋梁和大跨度斜拉橋地震易損性的研究現(xiàn)狀,對(duì)大跨斜拉橋急需解決的問(wèn)題進(jìn)行了梳理、概括,重點(diǎn)對(duì)地震易損性的研究方法進(jìn)行了歸納,總結(jié)了建立理論易損性曲線的流程。2.利用OpenSees軟件建立大跨斜拉橋的非線性有限元模型,考慮索的垂度效應(yīng)、墩柱構(gòu)件的P-△效應(yīng)和大變形效應(yīng),合理選取地震動(dòng)輸入對(duì)斜拉橋進(jìn)行增量動(dòng)力分析。確定支座、橋墩和橋塔的損傷指標(biāo)。3.研究漂浮體系、豎向支承體系、彈性約束體系和阻尼約束體系斜拉橋在縱向地震作用下的易損性,繪制各易損構(gòu)件的易損性曲線,對(duì)比分析各構(gòu)件之間損傷概率的大小,分析不同支承體系對(duì)斜拉橋構(gòu)件易損性的影響。4.討論橫向和豎向地震作用下支座的破壞機(jī)理與縱橋向地震作用的不同,繪制其破壞的易損性曲線,對(duì)比各支座破壞概率的大。焕L制橫向和豎向地震作用下橋墩和橋塔的易損性曲線,對(duì)比其損傷概率大小得到最易損構(gòu)件;5.對(duì)比分析橋墩和橋塔縱向、橫向和豎向地震作用下的損傷概率,分析不同方向的地震動(dòng)輸入對(duì)斜拉橋損傷程度的影響。
【關(guān)鍵詞】:大跨斜拉橋 地震易損性 OpenSees 損傷指標(biāo) 支承體系
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U442.55;U448.27
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第1章 緒論11-21
- 1.1 引言11-14
- 1.2 基于可靠度的橋梁抗震設(shè)計(jì)14-15
- 1.3 橋梁結(jié)構(gòu)地震易損性的研究與發(fā)展15-18
- 1.3.1 專家易損性曲線16
- 1.3.2 經(jīng)驗(yàn)易損性曲線16
- 1.3.3 理論易損性曲線16-18
- 1.4 大跨斜拉橋地震易損性研究現(xiàn)狀18-19
- 1.5 本文的研究目的和主要內(nèi)容19-21
- 1.5.1 本文的研究目的19-20
- 1.5.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-21
- 第2章 地震易損性分析方法與損傷指標(biāo)21-39
- 2.1 理論地震易損性分析的基本流程21-22
- 2.2 地震動(dòng)的輸入22-24
- 2.2.1 地震波類型22-23
- 2.2.2 地震動(dòng)強(qiáng)度參數(shù)23
- 2.2.3 地震動(dòng)選取原則23-24
- 2.3 依托工程24-26
- 2.4 有限元模型的建立26-32
- 2.4.1 主梁的模擬26-27
- 2.4.2 橋塔和橋墩的模擬27-29
- 2.4.3 斜拉索的模擬29
- 2.4.4 支座的模擬29-30
- 2.4.5 材料的本構(gòu)模型30-32
- 2.5 大跨斜拉橋的支承體系32-33
- 2.6 蘇通大橋的性能目標(biāo)33
- 2.7 易損構(gòu)件與破壞準(zhǔn)則33-34
- 2.7.1 大跨斜拉橋的易損構(gòu)件33-34
- 2.7.2 結(jié)構(gòu)破壞準(zhǔn)則34
- 2.8 損傷指標(biāo)34-38
- 2.8.1 主塔的損傷指標(biāo)34-35
- 2.8.2 輔助墩和過(guò)渡墩的損傷指標(biāo)35-36
- 2.8.3 支座的損傷指標(biāo)36-38
- 2.8.4 主梁和斜拉索的損傷假定38
- 2.9 本章小結(jié)38-39
- 第3章 斜拉橋縱向地震易損性分析39-79
- 3.1 概述39-44
- 3.1.1 橋塔和橋墩易損截面的分析40-41
- 3.1.2 構(gòu)件的概率需求分析41-42
- 3.1.3 橋墩和橋塔損傷指標(biāo)的量化42-43
- 3.1.4 支座損傷指標(biāo)的量化43-44
- 3.2 全漂浮體系的地震易損性分析44-51
- 3.2.1 支座的易損性曲線45-46
- 3.2.2 橋墩和橋塔的易損性曲線46-50
- 3.2.3 各構(gòu)件易損性曲線的比較50-51
- 3.3 豎向支承體系的地震易損性分析51-58
- 3.3.1 支座的易損性曲線51-53
- 3.3.2 橋墩和橋塔的易損性曲線53-57
- 3.3.3 各構(gòu)件易損性曲線的比較57-58
- 3.4 彈性約束體系的地震易損性分析58-65
- 3.4.1 支座的易損性曲線58-60
- 3.4.2 橋墩和橋塔的易損性曲線60-64
- 3.4.3 各構(gòu)件易損性曲線的比較64-65
- 3.5 阻尼約束體系的地震易損性分析65-72
- 3.5.1 支座的易損性曲線65-67
- 3.5.2 橋墩和橋塔的易損性曲線67-70
- 3.5.3 各構(gòu)件易損性曲線的比較70-72
- 3.6 四種體系斜拉橋的地震易損性對(duì)比72-77
- 3.6.1 支座易損性對(duì)比72-73
- 3.6.2 橋墩易損性對(duì)比73-75
- 3.6.3 橋塔易損性對(duì)比75-77
- 3.7 本章小結(jié)77-79
- 第4章 斜拉橋橫向和豎向地震易損性分析79-91
- 4.1 概述79
- 4.2 橫向地震易損性分析79-84
- 4.2.1 損傷指標(biāo)的量化79-81
- 4.2.2 支座的易損性曲線81-82
- 4.2.3 橋墩和橋塔的易損性曲線82-84
- 4.3 豎向地震易損性分析84-87
- 4.3.1 損傷指標(biāo)的量化84
- 4.3.2 支座的易損性曲線84-86
- 4.3.3 橋墩和橋塔的易損性曲線86-87
- 4.4 縱向、橫向和豎向地震易損性對(duì)比87-89
- 4.5 本章小結(jié)89-91
- 第5章 結(jié)論與展望91-93
- 5.1 結(jié)論91-92
- 5.2 展望92-93
- 致謝93-94
- 參考文獻(xiàn)94-98
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果98
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