【摘 要】
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桥梁工程不仅是交通生命系统的重要枢纽,还对我国国民经济的发展具有基础性、先导性以及战略性的重要意义。随着我国“十三五”规划的顺利收官,国内的桥梁工程规模进一步提高,其中梁桥以其跨越能力强、设计成熟以及施工方便等特点而得到了良好的发展与应用。但在频繁的地震作用下,梁桥的抗震性能与安全性将会受到严峻的考验,桥梁一旦发生破坏,将会对人民的生命安全以及国民的经济造成直接的影响,并且还会阻碍灾后救援工作,加
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桥梁工程不仅是交通生命系统的重要枢纽,还对我国国民经济的发展具有基础性、先导性以及战略性的重要意义。随着我国“十三五”规划的顺利收官,国内的桥梁工程规模进一步提高,其中梁桥以其跨越能力强、设计成熟以及施工方便等特点而得到了良好的发展与应用。但在频繁的地震作用下,梁桥的抗震性能与安全性将会受到严峻的考验,桥梁一旦发生破坏,将会对人民的生命安全以及国民的经济造成直接的影响,并且还会阻碍灾后救援工作,加剧地震的二次损害。为了有效降低桥梁结构在地震作用下的破坏概率,提高桥梁的抗震能力,本文在传统梁桥的基础上,经过优化设计提出一种新型缆索约束体系梁桥。并以一座实际工程中的连续梁桥为例,借助桥梁地震易损性研究的方法,在相同的场地条件和地震荷载作用下,分别对该连续梁桥和在该连续梁桥基础上优化设计而成的缆索约束体系连续梁桥的地震易损性进行研究。最后将两桥梁在地震作用下的易损性研究结果对比分析,比较其抗震性能,验证缆索约束体系梁桥抗震的优越性。本文研究的主要内容及结论如下:(1)对梁桥结构的震害情况以及地震的震害等级进行概述,总结目前国内外地震易损性研究在桥梁工程的发展现状,并提出缆索约束体系梁桥的概念。(2)对缆索约束体系梁桥的基本概念和原理进行阐述,并对缆索约束体系梁桥的设计方案进行详细的介绍,简要说明该新体系梁桥的技术特点。(3)归纳桥梁地震易损性研究的方法,并详细对通过建立理论易损性曲线来研究桥梁地震易损性的方法进行论述,其中着重阐述如何进行地震波的选取以及对桥梁重要结构损伤指标的量化。(4)以新建川藏线路中某连续梁桥为依托,借助有限元软件建立该桥梁的全桥有限元模型,选择合理的地震波,通过非线性动力时程分析法,模拟并计算出桥梁在大量不同地震工况作用下的响应数据,并对时程分析的结果数据进行回归分析,分别得到桥墩和支座的易损性函数,然后绘制出桥墩和支座各自在不同损伤状态下的易损性曲线,并结合曲线对该桥梁的易损性进行分析总结。(5)在现有连续梁桥的基础上进行优化设计得到缆索约束体系连续梁桥,同样采用有限元软件对该桥的全桥有限元模型进行建立,并作用与连续梁桥相同的地震荷载工况以及分析方法进行地震易损性研究,分别得到缆索约束体系连续梁桥桥墩和支座在大量地震工况作用下,不同损伤状态所对应的易损性曲线。最后,将缆索约束体系连续梁桥的地震易损性研究结果与连续梁桥进行对比分析。通过对以上内容的研究和分析,验证了缆索约束体系梁桥能够有效提高传统梁桥的抗震能力和安全性能,极大降低梁桥在地震作用下的损伤概率,并且工程造价低,具有很强的实用性。
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