發(fā)布時(shí)間：2020-11-14 01:45

　　 地震的宏觀現(xiàn)象表明,豎向地震效應(yīng)在高烈度區(qū)表現(xiàn)更為明顯。1989年美國(guó)絡(luò)瑪·普里埃塔(Loma Prieta)地震,7級(jí),Struve Slough橋的橋墩與蓋梁分離并擊穿橋面,水平向加速度0.39g,豎向加速度0.66g。2008年汶川地震,8級(jí),《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG B02-2013)指出,斷裂帶區(qū)域豎向地震作用明顯,百花大橋、順河橋、小魚洞橋是由于豎向和水平地震作用導(dǎo)致強(qiáng)度破壞,最終結(jié)構(gòu)倒塌。由上述破壞現(xiàn)象及相關(guān)規(guī)范可知,研究豎向和水平地震耦合作用下橋梁墩柱的抗震性能是必要的,耦合作用下墩柱的軸力變化劇烈,是影響其抗震性能的重要因素。根據(jù)嘉紹橋北引橋在豎向和水平雙向作用下的彈塑性分析,提取橋墩墩頂?shù)妮S向力和水平位移關(guān)系曲線,簡(jiǎn)化為豎向軸力和水平位移按線性比例變化的加載路徑進(jìn)行試驗(yàn),加載參數(shù)為角位移最大值2.8%、軸壓比變化范圍0.05~0.25,正向位移增大時(shí)軸力增大,負(fù)向位移增大時(shí)軸力減小,位移和軸力同步變化。通過(guò)自編程序控制電液伺服作動(dòng)器完成上述加載路徑,豎向作動(dòng)器力控制實(shí)現(xiàn)變軸力,水平作動(dòng)器位移控制,兩臺(tái)作動(dòng)器按比例同步加載。制作6個(gè)矩形截面混凝土墩柱模型,1個(gè)承受恒定軸力、5個(gè)承受變軸力,考慮縱筋配筋率、體積配箍率、剪跨比的變化,研究滯回曲線、裂縫分布、骨架線、位移延性系數(shù)、殘余變形、耗能能力,分析參數(shù)變化對(duì)試件抗震性能的影響。試驗(yàn)表明,軸力對(duì)水平裂縫和斜裂縫有約束作用,限制它們的發(fā)展,但加速了豎向裂縫發(fā)展。試件最終的破壞狀態(tài)是最大軸力控制,即角部受壓區(qū)豎向裂縫發(fā)展使兩側(cè)混凝土不對(duì)稱剝落,豎向軸力與新的截面形心偏心距突然增大,致試件平面外失穩(wěn)破壞�？v筋配筋率、體積配箍率、剪跨比對(duì)變軸力墩柱的影響趨勢(shì)與恒定軸力墩柱相同。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸得到殘余變形計(jì)算公式,公式兼具美國(guó)、日本公式的特點(diǎn)。建立ABAQUS塑形損傷模型和OpenSees纖維模型進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明理論值與試驗(yàn)值符合較好。采用性能化設(shè)計(jì)方法總結(jié)理論與試驗(yàn)分析結(jié)果,根據(jù)我國(guó)規(guī)范對(duì)橋梁三個(gè)性能水準(zhǔn)的劃分,變軸力墩柱以位移衡量其性能水準(zhǔn)時(shí)可得到如下結(jié)論:(1)墩柱處于水平、豎向地震作用以不壞或輕微損壞(水準(zhǔn)1或水準(zhǔn)2)為標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算其性能水準(zhǔn)時(shí),可取變軸力墩柱的最小軸力為恒定軸力計(jì)算。(2)墩柱處于水平、豎向地震作用以不倒或嚴(yán)重?fù)p壞(水準(zhǔn)3)為標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算其性能水準(zhǔn)時(shí),可取變軸力墩柱的最大軸力為恒定軸力計(jì)算。(3)提出剛性蓋梁雙柱墩容許位移簡(jiǎn)化計(jì)算公式,根據(jù)算例對(duì)比簡(jiǎn)化計(jì)算公式與推倒分析的偏差,分析簡(jiǎn)化計(jì)算公式精度。剛性蓋梁雙柱墩橫橋向容許位移簡(jiǎn)化計(jì)算方法易于理解、便于計(jì)算,有一定的安全儲(chǔ)備。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U443.22;U442.55
【部分圖文】：

?麵藝??圖１－２百花大橋?圖１－３小魚洞大橋??Ｆｉｇ?１－２?Ｂａｉｈｕａ?ｂｒｉｄｇｅ?Ｆｉｇ?１－３?Ｘｉａｏｙｕｄｏｎｇ?ｂｒｉｄｇｅ??汶川地震發(fā)生于２００８年５月１２日，震級(jí)８級(jí)，地震發(fā)生于龍門山斷裂帶，??震中地區(qū)位于汶川縣映秀鎮(zhèn)與漩口鎮(zhèn)交界處，地震斷裂帶附近大量橋梁遭受破壞。??《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ＪＴＧＢ０２－２０１３）?［８］指出，斷裂帶附近豎向地震作用較??大，百花大橋（圖１－２）、映秀鎮(zhèn)順河橋、小魚洞大橋（圖１－３）等因同時(shí)受到巨大??的豎向和水平地震作用，出現(xiàn)由結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度失效破壞而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)垮塌。《規(guī)范》??［８］３．３．２條文說(shuō)明指出，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已測(cè)得豎向加速度超過(guò)水平加速度的記錄，??因此各國(guó)研究者對(duì)豎向地震日益重視。??結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須準(zhǔn)守規(guī)范條文，規(guī)范條文控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞狀態(tài)。因??此

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2882914