结构参数对高速铁路连续梁桥地震易损性的影响研究

摘要

我国是一个地震多发国家，近几次地震都造成了巨大的人员伤亡和经济损失。在中国的高速铁路线路中，桥梁占据了较大的比例，跨径较大时通常采用预应力连续梁桥。以往地震引起许多铁路桥梁的破坏，但我国的高速铁路尚未经历过强震的考验。
　　地震易损性分析是地震风险评估的重要组成部分，体现了基于性能的抗震设计的理念。对桥梁结构进行地震易损性分析，可以得到不同强度地震作用下桥梁的损伤概率，因此能合理地评价桥梁的抗震性能。对高速铁路连续梁桥进行地震易损性分析，不仅可以评价其抗震性能，也能评价其地震风险，为抗震防灾政策的制定提供依据。
　　本文选择一座典型的(32+48+32)m高速铁路连续梁桥为工程背景，通过OpenSees软件建立有限元模型，选择天然的地震动记录进行非线性时程分析。根据铁路连续梁桥的地震破坏特点，对高速铁路连续梁桥进行地震易损性分析，评定其抗震性能。通过改变在设计中较为容易更改的材料参数和阻尼器参数，研究结构参数对高速铁路连续梁桥地震易损性的影响，以期为高速铁路桥梁抗震设计提供参考。本文主要内容如下:
　　(1)介绍桥梁地震易损性分析的基本理论;
　　(2)基于IDA方法对典型高速铁路连续梁桥进行地震易损性分析;
　　(3)调整桥梁结构的材料参数，研究材料参数对高速铁路连续梁桥地震易损性的影响;
　　(4)在原有桥梁结构上设置阻尼器并调整阻尼器参数，研究阻尼器参数对高速铁路连续梁桥地震易损性的影响;
　　(5)对桥梁结构进行系统易损性分析。
　　结果表明，材料参数中混凝土强度对高速铁路连续梁桥易损性影响最大;阻尼器的设置使各墩受力更为协调，固定墩曲率减小，活动支座位移减小，对桥梁易损性有显著影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 抗震设计与性能评估

1．2．1 基于性能的抗震设计

1．2．2 基于可靠度理论的抗震性能评估

1．3 桥梁地震易损性研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 研究内容和意义

第2章 桥梁地震易损性分析基本理论

2．1 概述

2．2 理论地震易损性曲线建立的主要流程

2．3 破坏状态定义

2．3．1 结构破坏准则

2．3．2 桥墩损伤指标

2．3．3 支座损伤指标

2．4 易损性分析方法

2．4．1 反应谱法

2．4．2 非线性静力分析法‘

2．4．3 非线性动力分析法

2．5 地震动研究

2．5．1 地震动强度指标

2．5．2 地震动记录的选取

2．6 本章小结

第3章 高速铁路预应力连续梁易损性分析

3．1 工程背景

3．2 有限元建模

3．2．1 构件单元选择

3．2．2 材料特性

3．3 IDA方法

3．4 地震波的选取

3．5 破坏状态定义

3．6 回归分析

3．7 易损性曲线

3．8 本章小结

第4章 材料参数的影响

4．1 概述

4．2 桥墩混凝土强度的影响

4．2．1 损伤指标

4．2．2 地震需求

4．2．3 易损性曲线

4．3 桥墩箍筋强度的影响

4．3．1 损伤指标

4．3．2 地震需求

4．3．3 易损性曲线

4．4 桥墩配箍率的影响

4．4．1 损伤指标

4．4．2 地震需求

4．4．3 易损性曲线

4．5 本章小结

第5章 粘滞阻尼器参数的影响

5．1 概述

5．2 液体粘滞阻尼器

5．2．1 内部构造

5．2．2 计算模型

5．2．3 参数优化

5．3 设置阻尼器的连续梁桥易损性分析

5．3．1 工程概况

5．3．2 阻尼器的模拟

5．3．3 地震需求

5．3．4 易损性曲线

5．3．5 设置阻尼器的影响

5．4 阻尼系数的影响

5．4．1 地震需求

5．4．2 易损性曲线

5．5 阻尼指数的影响

5．5．1 地震需求

5．5．2 易损性曲线

5．6 本章小结

第6章 系统易损性

6．1 系统易损性理论

6．1．1 一阶界限法

6．1．2 二阶界限法

6．2 系统易损性曲线

6．2．1 原始模型系统易损性曲线

6．2．2 材料参数的影响

6．2．3 阻尼器的影响

6．3 本章小结

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文及参与项目

1．发表论文

2．参与的科技项目