基于IDA的连续梁桥倒塌分析及其残余变形判定指标的量化研究

发布时间：2020-05-12 22:26

【摘要】：根据以往的桥梁灾害调查资料可以发现,有大量桥梁在地震作用下直接倒塌,即使没有直接倒塌的桥梁,也会因为墩顶残余位移过大而不得不拆除重建,所以控制桥墩在地震作用下的峰值位移与残余位移对桥梁的抗震研究具有重要意义。目前各国对于桥梁结构倒塌判定指标的量化研究尚无统一结论,需要对连续梁桥倒塌判定准则的量化进行深入研究。本文采用IDA方法研究某实际RC梁桥的抗震性能,对连续梁桥倒塌判定准则的量化进行深入研究。为了定量研究连续梁桥在地震作用下的破坏程度,本文提出了柱体漂移率与残余柱体漂移率的破坏程度评判准则,并以一座实际连续梁桥为研究对象,通过Midas软件对其建立弹塑性有限元动力分析模型进行IDA(Incremental dynamic analysis)地震时程分析,提取不同地震波作用下桥梁墩顶峰值位移得到柱体漂移率做统计分析,并结合国内外的研究成果给出了评判连续梁桥破坏的漂移率指标;本文首次提出残余柱体漂移率的概念并将其引入桥梁倒塌的判定指标,为桥梁倒塌判定指标的研究提出一个新的研究方向,分析其相对于柱体漂移率的优势并对其进行量化研究,给出本文的建议值。本文主要研究内容与工作如下:(1)分析国内外对于桥梁倒塌抗震研究状况,并对比国内外研究成果;综合现有结构抗震分析方法,本文主要对比分析三种结构抗震分析方法,并选择IDA分析方法作为本文的抗震分析方法;(2)综合现有地震波的选取原则,对15条拟选地震波依次筛选,最终选取10条符合IDA的地震波;对筛选后的地震波进行等步调幅,将调幅后得到的150条地震波依次输入Midas对结构进行抗震分析;分析IM与DM的选择对IDA曲线的影响,并综合IM与DM的选择方法选择适合本文研究的IM与DM指标;(3)根据结构的有限元分析结果,利用得到的墩顶峰值位移与谱加速度进行IDA曲线的绘制,对IDA曲线进行分析,得到以柱体漂移率为桥梁倒塌准则量化指标的建议值;(4)利用Midas软件得到调幅后各地震波作用下的墩顶位移时程曲线,得到墩顶的残余变形;定义残余柱体漂移率,选取IM与DM指标后,根据有限元分析结果绘制IDA曲线并进行分析,得到以残余柱体漂移率为桥梁倒塌准则量化指标的建议值,对比结构倒塌时对应的柱体漂移率与残余柱体漂移率对应的谱加速度,分析以残余柱体漂移率作为结构倒塌准则评估指标的合理性。
【图文】：

跨海大桥

杭州湾跨海大桥总投资约为118亿元，2008年05月01日通车，是中国改革后第二座跨海跨江大桥，如图1-1所示。江阴长江大桥跨度在世界十大名桥中排名第四，如图1-2所示。图 1-1 湾跨海大桥图 1-2 长江大桥北盘江特大桥为中国高铁铁路桥最大跨度桥梁与世界钢筋混凝土拱桥最大跨度桥梁，如图1-3所示。矮寨悬索大桥实际完工时总造价为15亿元，，在以下四个方面创造了四项世界第一：大桥主跨跨径、结构设计方案、架设钢桁梁施工工艺、采用岩锚吊索结构，如图1-4所示。

长江大桥

杭州湾跨海大桥总投资约为118亿元，2008年05月01日通车，是中国改革后第二座跨海跨江大桥，如图1-1所示。江阴长江大桥跨度在世界十大名桥中排名第四，如图1-2所示。图 1-1 湾跨海大桥图 1-2 长江大桥北盘江特大桥为中国高铁铁路桥最大跨度桥梁与世界钢筋混凝土拱桥最大跨度桥梁，如图1-3所示。矮寨悬索大桥实际完工时总造价为15亿元，在以下四个方面创造了四项世界第一：大桥主跨跨径、结构设计方案、架设钢桁梁施工工艺、采用岩锚吊索结构，如图1-4所示。
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55

【参考文献】