新型及传统自复位桥墩抗震性能对比分析研究

发布时间：2020-04-02 15:43

【摘要】：现阶段桥墩抗震设计普遍使用的延性设计方法的突出问题是震后残余变形过大,造成桥墩结构震后修复困难,不利于救灾工作的进行,也造成了巨额经济损失。自复位桥墩结构在地震作用下发生摇摆,利用耗能组件消耗地震能量,通过自复位组件及自身重力作用恢复原位,在地震作用下几乎不产生残余变形,保证了桥墩结构在震后依然具有的基本运输能力且便于修复。传统自复位桥墩墩柱与承台接头容易产生受压破坏,平齐对接的接触式接头也不利于剪力的传递,容易使预应力钢筋发生受剪破坏。本文针对其不足提出了新型的自复位桥墩结构,并用ABAQUS软件建立传统及新型自复位桥墩的有限元模型。论文对两种模型进行拟静力加载模拟分析及动力时程分析以比较它们的抗震性能,论文的主要研究内容和结论如下。(1)分析了传统自复位桥墩的结构组成,指出传统自复位桥墩存在的缺陷,并针对这些缺陷提出新型自复位桥墩的结构组成。在对不同耗能阻尼器的耗能能力及自复位桥墩不同接头形式的优劣研究的基础上,根据新型自复位桥墩结构特点选用内置耗能钢筋与球入式接头。(2)基于新型自复位桥墩的抗弯承载力、抗剪承载力、抗侧刚度等力学性能,提出了在四水准抗震设防标准下基于位移的自复位桥墩的设计方法。通过实例分析演示了所提方法的设计步骤。从理论上验证了新型自复位桥墩抗弯承载力高于传统自复位桥墩,抗侧刚度与传统自复位桥墩相当。(3)使用ABAQUS软件建立传统自复位桥墩和新型自复位桥墩的有限元模型并对这两种模型进行拟静力分析。分析结果表明,新型自复位桥墩的屈服荷载、极限荷载、耗能能力均高于传统自复位桥墩。(4)探究了自复位桥墩预应力钢筋预拉力、耗能钢筋配筋率对新型自复位桥抗震性能的影响。提高预应力钢筋预拉力和提高耗能钢筋配筋率均可提高新型自复位桥墩的刚度、屈服荷载、极限荷载以及结构的耗能能力,但结构延性会有所降低。(5)对新型自复位桥墩和传统自复位桥墩进行动力时程分析,分析结果表明新型自复位桥墩在地震作用下产生的墩顶位移小于对应的传统自复位桥墩。对桥墩下部进行螺旋配箍提高了墩柱的局部抗压承载力,减小了接头在地震作用下的破坏程度。
【图文】：

地震作用后桥墩破坏

研究技术路线图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U442.55;U443.22

【参考文献】

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本文编号：2612140