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基于Pushover方法的混凝土梁式桥抗震性能评估与加固

作 者: 康银庚
导 师: 刘保东
学 校: 北京交通大学
专 业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混凝土梁式桥 抗震性能评估 Pushover分析 能力谱方法 地基柔性 侧向力加载模式 抗震加固
分类号: U445.72
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 68次
引 用: 1次
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内容摘要


桥梁作为生命线工程的重要组成部分,是交通运输的枢纽,在抗震救灾中起着关键作用。桥梁一旦遭受地震破坏,会给震区交通带来很大的影响,也给地震救援和震后恢复工作带来极大的困难。我国桥梁数目众多,其中混凝土梁式桥占很大比例,大量的震害经验表明,桥梁结构在地震中是易损的。因此,对于混凝土梁式桥进行抗震性能评估和加固是很有必要的。基于推倒分析的能力谱方法是目前评估结构抗震性能的常用方法。本文首先依据Pushover方法的原理,分析了其在桥梁抗震分析中的特点,重点研究了地基柔性效应、侧向力加载模式对Pushover方法的影响,并对不同墩高桥墩进行了推倒分析和对比。其次,应用能力谱方法,结合我国公路桥梁抗震规范给出需求谱,进行了不同墩高桥墩抗震性能分析和对比;然后采用全桥模型,对混凝土连续梁的横向抗震性能进行评估,并分析了桥型布置方案对抗震性能的影响;最后结合一实际桥墩模型,对其抗震性能进行了评估、加固以及加固后的再评估。通过以上的分析研究,本文主要得出了如下结论:1、地基柔性效应对桥梁结构有重要的影响,地基柔性效应的引入,延长了结构的自振周期,改变了其振型,从而影响其抗震性能,考虑地基柔性效应会使计算结果更加准确;2、不同的侧向力加载模式对Pushover分析方法也具有一定的影响,对于形式简单、一阶模态参与质量较高的结构,仅考虑一阶模态的作用就可以得到比较精确的结果;对于形式复杂、一阶模态参与质量较低的结构,仅考虑一阶模态的作用是不准确的,必须考虑高阶模态对结构的影响;3、不同的墩高比对连续梁桥横向抗震性能的影响也比较大,随着墩高比的增大,桥梁越来越不规则,结构的整体抗震性能会减弱,建议应优化不规则桥梁各桥墩的刚度。4、基于Pushover分析方法进行抗震性能评估-加固-再评估可以达到改善桥梁抗震性能的目的。

全文目录


致谢  4-5
中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-23
  1.1 选题背景及意义  11-12
  1.2 桥梁震害  12-13
  1.3 桥梁抗震分析方法  13-17
    1.3.1 静力法  14
    1.3.2 反应谱法  14-15
    1.3.3 时程分析法  15-16
    1.3.4 Pushover方法  16-17
  1.4 桥梁抗震性能评估方法  17-18
  1.5 Pushover分析方法及在桥梁结构中的应用研究现状  18-20
    1.5.1 Pushover方法简介及发展  18-19
    1.5.2 Pushover方法在桥梁结构中应用的研究现状  19-20
  1.6 论文研究内容及各章节的安排  20-23
2 梁式桥Pushover分析方法研究及应用  23-43
  2.1 静力弹塑性Pushover分析方法介绍  23-26
    2.1.1 静力弹塑性Pushover分析方法的基本思路  23-24
    2.1.2 Pushover分析方法的基本原理和基本假定  24
    2.1.3 Pushover分析方法的实施步骤  24-26
  2.2 常用的水平侧向力加载模式  26-28
  2.3 地基柔性效应  28
  2.4 算例分析  28-41
    2.4.1 模型简介  29-30
    2.4.2 模型模态分析  30-31
    2.4.3 不同加载模式对模型推倒分析的影响  31-36
    2.4.4 不同墩高模型的对比分析  36-41
  2.5 本章小结  41-43
3 梁式桥能力谱方法研究及应用  43-57
  3.1 能力谱方法基本原理  43-45
  3.2 能力谱、需求谱以及性能点的求解方法  45-49
    3.2.1 能力谱的求解方法  45-47
    3.2.2 需求谱的求解方法  47-48
    3.2.3 性能点的求解  48-49
  3.3 我国规范反应谱的建立  49-53
  3.4 算例分析  53-55
  3.5 小结  55-57
4 连续梁桥横桥向抗震性能研究  57-85
  4.1 工程简介以及模型的建立  57-60
  4.2 模型计算分析  60-72
    4.2.1 模态分析  60-65
    4.2.2 全桥横桥向Pushover分析  65-72
  4.3 墩高比对桥梁横向抗震性能的影响  72-83
    4.3.1 模态分析  72-78
    4.3.2 模型横桥向Pushover分析  78-83
  4.4 本章小结  83-85
5 基于Pushover方法的桥墩抗震性能评估与加固  85-99
  5.1 基于Pushover方法的桥梁抗震性能评估介绍  85-89
    5.1.1 损伤模型的确定  85-88
    5.1.2 震害等级的划定  88-89
  5.2 桥墩的抗震性能评估实例  89-94
    5.2.1 模型简介  89-91
    5.2.2 模型推倒分析结果  91-92
    5.2.3 基于延性的评估  92-94
  5.3 桥墩的抗震加固与再评估  94-98
    5.3.1 加固方法介绍  94
    5.3.2 加固后性能再评估  94-98
  5.4 本章小结  98-99
6 结论与展望  99-101
  6.1 结论  99-100
  6.2 展望  100-101
参考文献  101-105
作者简历  105-109
学位论文数据集  109

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁施工 > 桥梁养护、维修与整治 > 桥梁加固
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