铁路高墩大跨连续刚构桥地震损伤演化及易损性分析

摘要

随着我国经济建设和社会主义现代化建设步伐的加快，越来越多的铁路桥梁横贯西部山谷之中，不仅跨度大，而且桥墩较高，其抗震设计尤为重要。现行的抗震设计规范仅适用中小跨度桥梁，而大跨度桥梁需做专门抗震研究。本文以川藏线上一在建大跨度连续刚构桥为研究背景，对其进行了地震损伤演化分析以及地震易损性分析，主要内容如下：　　(1)利用开源有限元软件OpenSEES细致地考虑了桥梁各个截面建模方法，建立了符合实际的全桥模型，并进行自振特性分析。　　(2)通过非线性时程分析试算，选取最危险截面作为桥梁的关键截面，并选择适用的损伤评价指标，为之后的损伤演化分析和易损性分析奠定基础。　　(3)利用云图法以及相关评价指标，对比PGA与Sa(T1)两种不同地震动强度指标的合理性，从量化角度选择最合适的地震动强度指标。　　(4)通过三条典型地震动以及三种不同地震动加载工况进行地震损伤演化模拟分析，评价了混凝土应变损伤指标的合理性，以及全桥关键截面的损伤状态和损伤规律。　　(5)考虑桥梁参数和地震动参数的不确定性，建立了纵向、横向以及双向地震动作用下的易损性曲线，利用地震动强度指标中位数评价各个关键截面的损伤程度。

目录

声明

第1 章绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 损伤状态的判别准则及量化方法

1.2.2 易损性分析方法

1.2.3 现有研究的不足

1.3 本文主要研究内容

第2 章地震损伤演化及地震易损性分析方法

2.1 地震动强度指标评价准则

2.2 桥梁损伤评价准则

2.2.1 结构破坏准则

2.2.2 损伤指标评定

2.3 地震损伤演化分析方法

2.4 地震易损性分析方法

2.4.1 地震易损性

2.4.2 概率性地震分析方法

第3 章 桥梁动力分析模型及自振特性

3.1 OpenSEES 简介

3.2 工程背景

3.3 模型非线性特性的实现

3.3.1 材料非线性特性

3.3.2 几何非线性特性

3.3.3 其他构件模拟

3.4 自振特性分析

3.5 小结

第4 章高墩大跨连续刚构桥控制截面及相关指标的确定

4.1 控制截面的确定

4.1.1 非线性时程分析

4.1.2 控制截面的确定

4.2 损伤指标的确定

4.2.1 曲率延性比指标

4.2.2 应变指标

4.2.3 支座损伤指标

4.3 地震动强度指标的确定

4.3.1 地震动的选取

4.3.2 地震动强度指标评价标准

4.3.3 分析结果

4.4 小结

第5 章高墩大跨连续刚构桥地震损伤演化分析

5.1 地震损伤演化分析步骤

5.2 纵向地震动作用损伤演化分析

5.2.1 基于曲率延性比指标的地震损伤演化

5.2.2 基于应变指标的地震损伤演化

5.3 横向地震动作用损伤演化分析

5.3.1 基于曲率延性比指标的地震损伤演化

5.3.2 基于应变指标的地震损伤演化

5.4 双向地震动作用损伤演化分析

5.5 支座验算

5.6 行波效应对大跨连续刚构桥地震响应的影响

5.7 小结

第6 章高墩大跨连续刚构桥地震易损性分析

6.1 地震概率需求模型中的不确定性参数

6.1.1 地震动样本的不确定性

6.1.2 桥梁结构样本的不确定性

6.2 纵向地震动作用下易损性分析

6.3 横向地震动作用下易损性分析

6.4 双向地震动作用下易损性分析

6.5 小结

结论与展望

研究结论

有待继续研究的工作

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果