強震下混凝土邊疆梁橋的倒塌破壞與控制研究.pdf

1、本文以鋼筋混凝土兩跨連續(xù)梁橋為研究對象，基于振動臺試驗和數值模擬，探索多跨連續(xù)梁橋在多維地震動作用下的非線性動力災變機理及其倒塌控制方法，主要工作包括:(1)進行連續(xù)梁橋比例模型在多維地震動輸入下的地震振動臺臺陣試驗研究;(2)分別基于隱式積分和顯式積分技術，建立多跨連續(xù)梁橋的空間非線性有限元模型，進行不同地震動輸入的非線性動力時程反應分析;(3)進行了高阻尼橡膠支座力學性能試驗研究;(4)進行了多跨連續(xù)梁橋在多維地震動作用下的倒塌破壞

2、分析，探索其損傷演化、局部和整體倒塌全過程;(5)對比分析了高阻尼橡膠支座隔震、黏滯流體阻尼器減震和lock up速度鎖定裝置減震等三種倒塌控制方法的控制效果，并嘗試建立連續(xù)梁橋抗倒塌設計策略。
　　主要研究結論如下:
　　(1)采用普通橡膠支座的連續(xù)梁橋，在縱向短周期地震動下的簡支墩振動響應強于固定墩，在縱向長周期地震動下固定墩的振動加速度大于簡支墩;橫向地震動作用下梁墩橫向相對位移大于縱向;長周期地震動比短周期地震動引起

3、更大的上下部結構相對位移，且相對位移峰值并不出現在墩、梁振動最劇烈、振幅最大的時刻。
　　(2)采用高阻尼橡膠支座隔震后主梁的加速度響應稍有增長而下部結構的加速度響應減弱，簡支墩的減震效果尤其顯著;同時降低了連續(xù)梁結構的上、下部結構的相對位移和落梁的風險;提出了高阻尼橡膠支座的雙線性恢復力模型，可應用于此類隔震支座橋梁的地震響應分析。
　　(3)基于能量平衡原理，提出了連續(xù)梁橋基于結構的橋梁倒塌準則;通過t時刻的結構總能量與

4、外力功之比ξ可找到結構損傷和倒塌破壞的潛在時刻，對于兩跨連續(xù)梁橋建議當能量比小于85％即可判定進入倒塌階段。
　　(4)強震下連續(xù)梁橋主要發(fā)生兩種倒塌破壞模式:模式一是中墩先失效進而引起主梁落梁，模式二是墩梁相對位移過大引起整體落梁;提出的損傷指標D可對兩跨連續(xù)梁模型的損傷狀態(tài)做出合理、有效評價。
　　(5)可采用高阻尼橡膠支座隔震、黏滯流體阻尼器減震和lock up速度鎖定裝置等三種倒塌控制方法提高強震下連續(xù)梁橋的抗倒塌能