预制拼装桥墩梁式桥地震反应分析及减隔震措施研究

摘要

节段拼装式桥墩以其施工方法节能环保、安全快捷、对交通干扰小等优点在各种桥梁中得到了越来越广泛的应用。已有的关于节段拼装式桥墩的研究多只针对桥墩构件的破坏模式，实际应用工程亦多建造于低烈度区，对节段墩桥梁体系在高烈度地震动作用下，抗震性能及减隔震措施应用效果研究的不足，限制了此种桥梁体系的推广及应用。因此，本文从干接缝拼装式桥墩入手，逐步建立连续梁桥体系模型，对箱梁截面连续梁桥抗震性能及减隔震措施的应用效果进行研究，主要内容如下：
　　（1）通过对节段拼装桥墩抗震理论研究成果的归纳分析，确定了适用于本文预制墩梁式桥的抗震分析方法，即采用纤维模型法模拟桥墩构件，采用非线性时程分析法进行桥梁体系地震响应的研究；同时，对桥梁减隔震的基本理论、材料的本构关系及OpenSEES软件等深入分析，明确了本文拟采用的铅芯橡胶支座、摩擦摆式支座的基本参数，适用于节段墩的钢筋、混凝土本构关系及建模分析工具等。
　　（2）针对已有节段拼装式桥墩的试验成果，采用纤维模型法，利用OpenSEES软件，通过对试件的建模分析，将数值计算结果与试验报告对比分析，以验证建模方法的正确性，并对纤维划分精度、单元划分数量、材料本构模型及非线性单元类型等参数进行了研究分析，以验证所编程序的可靠性。
　　（3）以某城市高架桥设计资料为基础，利用OpenSEES建立箱梁截面连续梁桥数值模型，采用非线性时程分析方法，以墩底内力及墩顶位移作为桥梁体系抗震性能评价指标，对节段墩预应力大小、纵筋配筋率及长细比对桥梁抗震性能的影响作变参数分析，形成了基于延性抗震理念的连续梁桥节段拼装式桥墩构造参数优化方法。
　　（4）基于已建立的连续梁桥数值模型，采用非线性时程分析方法，通过设置不同工况，研究了不同地震烈度、桥梁跨数、墩高等参数对桥梁抗震性能的影响，提出了基于减隔震抗震理念的节段拼装式桥墩连续梁桥抗震性能分析方法，和减隔震措施应用效果评价方法，为类似工程提供参考借鉴。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 节段拼装式桥墩应用与抗震研究发展概况

1.3 桥梁抗震研究概述

1.4 问题的提出

1.5 研究内容、目的、方法与技术路线

第二章 节段拼装式桥墩抗震分析方法

2.1 纤维模型法

2.2 非线性动力时程分析方法

2.3 减隔震支座模拟方法

2.4 材料本构关系

2.5 OpenSEES简介[61]

2.6 本章小结

第三章 干接缝拼装式墩的数值模拟及验证

3.1 节段拼装墩试验[62]

3.2 Opensees建模

3.3 模型计算与试验结果对比分析

3.4 模型各参数对计算结果影响分析

3.5 本章小结

第四章 节段墩箱梁截面连续梁桥体系建模及延性抗震分析

4.1 工程概况

4.2 建立有限元模型

4.3 干接缝拼装墩参数分析

4.4 本章小结

第五章 节段墩箱梁截面连续梁桥减隔震措施应用效果分析

5.1 地震烈度

5.2 联长跨数

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参与的项目与取得的成果

致谢