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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
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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。
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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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