近斷層地震作用下高墩剛構(gòu)橋易損性分析及減震控制研究

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1、密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文近斷層地震作用下高墩剛構(gòu)橋易損性分析及減震控制研究TheVulnerabilityAnalysisandDampingControlofHighPierRigidFrameBridgeSubjectedtoNear-faultEarthquakeMotions培養(yǎng)單位：土木工程學(xué)院專業(yè)：橋梁與隧道工程研究生：安路明指導(dǎo)教師：石現(xiàn)峰教授李勇博士二○一八年六月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得石家莊鐵

2、道大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：日期：關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解石家莊鐵道大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門送交論文的復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱，同意學(xué)校將論文加入《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》。本人授權(quán)石家莊鐵道大學(xué)，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。(保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)作者簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：摘要由于我國正大力開發(fā)西部山區(qū)，交通基

3、礎(chǔ)設(shè)施特別是公路和鐵路建設(shè)正如日中天。但該地區(qū)橋梁多跨越深山大河，因此高墩大跨剛構(gòu)橋成為最適宜的主流橋型。橋梁作為交通線路的樞紐，進行易損性研究具有重要的意義。地震易損性分析是一種基于概率的、可定量橋梁抗震性能的風(fēng)險評估方法。本文從易損性的角度出發(fā)，研究地震作用下，高墩剛構(gòu)橋抗震性能及影響因素。主要研究內(nèi)容及結(jié)論有：（1）確定不同損傷狀態(tài)下橋梁各構(gòu)件的損傷指標；確定橋梁各組成構(gòu)件及橋梁系統(tǒng)的易損性函數(shù)。（2）采用IDA分析方法，研究近場脈沖地震動的作用方向（縱向、橫向）對高墩剛構(gòu)橋抗震性能的影響，分析結(jié)果表明，相比縱向位移失效，支座極易發(fā)生橫向剪切破壞；橫向地震作用下高墩剛

4、構(gòu)橋更易受到損傷；橋梁整體系統(tǒng)易損性高于單個構(gòu)件，因此，在剛構(gòu)橋抗震設(shè)計時應(yīng)對橋梁整體進行易損性評價。（3）對比遠場及近場地震動作用下橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能，研究表明：近場地震動作用下橋梁各組件和整體的損傷超越概率都大于遠場地震作用。（4）采用控制變量法，研究墩高對高墩剛構(gòu)橋的易損性的影響，結(jié)果表明，隨著墩高的增加，橋梁的各個損傷狀態(tài)下的超越概率逐漸增大，特別是極限損傷狀態(tài)和完全破壞狀態(tài)，且墩高的增加對橋墩墩底的損傷尤為嚴重。（5）分別以系梁的位置、系梁的設(shè)置數(shù)量、系梁與橋墩的剛度比為基本變量，研究系梁對剛構(gòu)橋抗震性能的影響。結(jié)論表明，隨系梁數(shù)量的增加，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的易損性都增加

5、，當設(shè)置一道系梁時，以在橋墩中部設(shè)置系梁效果最優(yōu)，系梁剛度對橋梁抗震性能影響較小，但為了結(jié)構(gòu)受力均衡，建議取剛度比為0.5。（6）提出一種適用于雙肢薄壁墩的消能裝置，并驗證其減震效果。結(jié)果表明：雙肢橋墩間加設(shè)耗能減震的交叉支撐，對于高墩剛構(gòu)橋橋墩在各個損傷狀態(tài)的易損性概率降低較顯著。關(guān)鍵詞：近場地震；雙肢薄壁高墩剛構(gòu)橋；地震易損性；系梁；摩擦耗能減震AbstractThewesterndevelopmentstrategyplaysakeyroleinacceleratingthehighwayandrailwayconstructioninsouthwestandnort

6、hwestofChina.Duetothespecialtopographyandgeologyconditionsofwesternregion,highpiersandlong-spancontinuousrigidframebridgesarewidelyusedasthemainstructureformtospangreatriversanddeepcanyons.Bridgeasahubtrafficroutes,avulnerabilitystudyhasimportantsignificance.Seismicfragilityanalysisisbased

7、onaprobabilisticriskassessmentmethodscanbequantifiedseismicperformanceofthebridge.Fromthevulnerabilitypointofview,thispaperstudiestheseismicperformanceandinfluencingfactorsofhighpierrigidframebridgesunderearthquake.Themainresearchcontentsandconclusionsare:(1)T