发电大桥高墩斜交桥抗震性能及参数影响分析

摘要

高墩斜交桥是山区公路上的常见桥型，但由于高墩斜交桥的上部结构是斜交和下部结构的高墩都有自身的受力特殊性，两个特殊性组合在一起其地震反应比一般的斜交桥要复杂。而现有高墩斜交桥抗震理论抗震和规范中对高墩斜交桥的抗震规定也比较空白。本文主要以发电大桥斜交桥为基础进行抗震研究，主要做了以下工作：
　　(1)以发电大桥为工程实例，选取桥墩最高的一联，运用有限元软件Midas-civil建立发电大桥斜交桥的三维有限元模型，对发电大桥进行反应谱分析，得出在E1地震作用和E2地震作用下，发电大桥内力和支座位移满足要求。
　　(2)对发电大桥进行时程分析，将反应谱分析中的不同地震烈度转换成不同峰值的EI波，研究在不同地震烈度EI波作用下桥梁的地震反应，得出在设计常遇和罕遇地震烈度下的EI Centro波作用下，发电大桥内力和位移满足抗震要求。
　　(3)对发电大桥进行弹塑性分析，采用Midas-civil里的弹塑性纤维模型，对发电大桥的桥墩进行抗震弹塑性分析，在抗震设计E1地震作用和E2地震作用下，发电大桥各墩底截面混凝土和钢筋满足抗震要求，都在弹性状态下，而当地震烈度为0.30g的EI Centro波作用下四个桥墩墩底截面会出现不同程度的裂缝，钢筋也有部分屈服，矮墩的屈服状态更明显。
　　(4)建立单跨斜交桥基本模型，以单一变量研究斜交桥在地震力作用下的受力与墩高、跨度、斜度参数变量的关系，从模型中提取斜交桥的墩底内力，并对数据进行绘图分析得出了随着参数变化桥梁地震内力的变化趋势。同时对单跨模型还进行了以双参数变化研究斜交桥在地震作用下受力与墩高、跨度、斜度三个参数两两组合同时变化变量的关系，得出对桥梁地震内力的敏感性参数大小排序为墩高、斜交角度、跨径。
　　(5)建立两跨斜交桥基本模型，以单一变量研究斜交桥在地震力作用下的受力与墩高、跨度、斜度参数变量的关系，从模型中提取斜交桥的墩底内力，并对数据进行绘图分析得出了随着参数变化桥梁地震内力的变化趋势。参数分析中内力变化趋势与工程实例发电大桥高矮墩地震内力情况可得出高墩斜交桥比一般斜交桥对地震反应更敏感。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 桥梁抗震研究发展

1．2 斜交桥抗震研究动态

1．3 高墩斜交桥的特点

1．3．1 斜交桥的受力特点

1．3．2 斜交桥的构造特点

1．3．3 高墩斜交桥的特殊性

1．4 高墩斜交梁抗震研究的意义

1．5 本文研究内容

第二章 发电大桥最高墩联反应谱法抗震分析研究

2．1 桥梁工程概况

2．1．1 发电大桥上部结构

2．1．2 发电大桥下部结构及支座

2．1．3 发电大桥地质资料

2．2 发电大桥模型建立

2．2．1 模型建立

2．2．2 地震波输入

2．3 桥梁的自振特性

2．4 发电大桥反应谱分析

2．4．1 内力分析

2．4．2 位移分析

2．5 本章小结

第三章 发电大桥最高墩联时程法抗震分析研究

3．1 时程分析模型建立

3．2 时程分析地震波

3．3 发电大桥时程分析

3．3．1 内力分析

3．3．2 位移分析

3．4 本章小结

第四章 发电大桥最高墩联弹塑性分析研究

4．1 概述

4．2 纤维模型

4．2．1 纤维模型特性和本构模型

4．2．2 纤维模型材料本构关系

4．3 发电大桥弹塑性分析

4．3．1 桥墩截面纤维划分

4．3．2 最高墩弹塑性分析

4．3．3 直径1．8m墩弹塑性分析

4．3．4 直径1．6m墩弹塑性分析

4．4 本章小结

第五章 高墩斜交桥参数抗震分析研究

5．1 桥梁基本模型和地震波输入

5．2 单跨斜交桥单参数地震分析

5．2．1 基于斜度变化的内力分析

5．2．2 基于跨径变化的内力分析

5．2．3 基于墩高变化的内力分析

5．3 单跨斜交桥双参数地震分析

5．3．1 基于斜度和跨径变化的内力分析

5．3．2 基于斜度和墩高变化的内力分析

5．3．3 基于墩高和跨径变化的内力分析

5．4 两跨斜交桥单参数地震分析

5．4．1 桥梁基本模型和地震波输入

5．4．2 基于斜度变化的内力分析

5．4．3 基于跨径变化的内力分析

5．4．4 基于墩高变化的内力分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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