高墩連續(xù)剛構橋抗震性能研究.pdf

1、連續(xù)剛構橋以其不俗的跨越能力、平順的行車條件和方便的施工方法等優(yōu)點在我國的橋梁建設領域倍受青睞,并呈現(xiàn)了墩身越來越高、跨徑越來越大的發(fā)展趨勢?！?·12汶川大地震”對我國西部地區(qū)的交通線路工程造成了空前的沖擊,震區(qū)內唯一一座經歷了強震的高墩連續(xù)剛構橋展現(xiàn)出了與傳統(tǒng)梁式橋迥然相異的震害特征。我國是地震多發(fā)國家,而這類橋梁在我國的歷史較短,缺少實際震害經驗,因此亟需對其展開相關的抗震性能研究。本文通過結構的力學特性分析、實際震害剖析、偽動力

2、實驗、結構仿真分析等手段對高墩連續(xù)剛構橋的抗震性能進行研究。主要研究內容包括：
　　⑴薄壁空心橋墩在水平地震作用下的計算方法宜以薄壁桿件結構的計算理論作為基礎,結構的力學特性分析和國內外四個描述明確的實驗結果均表明:在墩頂受到水平荷載作用時,薄壁墩墩底應力分布非均勻,墩底角部較墩底邊線中部的應力更大、破壞更嚴重。
　?、茖R子坪大橋的震害進行了剖析。實際震害表明:在地震作用下,高墩連續(xù)剛構橋的抗震薄弱部位在其主梁邊跨的梁端,

3、主要表現(xiàn)為梁端橫橋向位移過大,梁端會反復碾壓支座、撞擊擋塊,導致支座的破壞與梁端和擋塊的撞擊損傷。由支座和擋塊的破壞形式可以推測梁端橫橋向和豎向的合成運動在順橋向上的投影接近于一個“貝殼”的形狀。
　　⑶基于牛欄江大橋這一典型的高墩連續(xù)剛構橋的現(xiàn)場模態(tài)測試結果,按照其抗震薄弱方向——橫橋向,設計了1:12縮尺比的主橋剛構段全橋模型,對模型進行偽動力實驗研究。實驗結果表明:按1:1加速度比設計的橋梁模型在承受峰值加速度為1.5g的E

4、l Centro地震動時僅在橋墩根部出現(xiàn)水平環(huán)狀裂縫,并未出現(xiàn)混凝土剝落、鋼筋屈服等嚴重破壞,墩底配置縱筋的峰值應變小于其極限應變,表明這一類橋梁結構有著很強的抗震能力。
　?、纫罁诮髽虻脑O計資料,在通用有限元軟件Midas/Civil的計算平臺下建立了主橋的空間分析模型研究其地震響應。計算結果表明:橫橋向上主橋剛構段梁體的位移響應在邊跨處會放大,放大效果與輸入地震動的峰值加速度和頻率成分密切相關;梁端的空間運動軌跡在順橋方