地震作用下超高墩剛構(gòu)橋倒塌破壞關(guān)鍵問題研究.pdf

1、分類號——UDC密級學校代碼!Q壘坌2劣海理歹大署學位論文題目絲蕉笠囝王壑高塑旦!!塑挫』塑叢塹基焦閱墨鯉窒英文B曼墨曼塹晝hQn￡Q!!坌P墨曼Q￡B』gi亟￡￡魚蛩!星曼延亟g曼題目亟坐S鯉笪Hi吐＆望里i箜絲塾建笪墾世馳坐星研究生姓名芷拯生指導教師姓名——籃逝盤一職稱—j絲墜一學位—』魁L430063申請學位級別譴學科專業(yè)名稱董整魚叢遭曼猩論文提交日期20134論文答辯日期20135學位授予單位盛墨墨三盤堂學位授予日期答辯委員會主

2、席冬蘭堇評閱2013年5月武漢理工大學博士學位論文摘要近年來我國墩高超過100米的超高墩剛構(gòu)橋發(fā)展迅速，是當前橋梁工程的重要前沿。然而近年來發(fā)生的幾次大震中，不乏橋梁結(jié)構(gòu)的倒塌事故，造成了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。超高墩剛構(gòu)橋抗震安全，尤其是地震作用下抗倒塌能力成為亟待解決的重要課題。針對目前我國橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設計思想—J‘，j、震不壞、中震可修、大震不倒”，開展大型橋梁結(jié)構(gòu)的倒塌分析、倒塌極限狀態(tài)點的確定等有關(guān)倒塌問題的研究具有重要的

3、現(xiàn)實意義。目前復雜結(jié)構(gòu)的倒塌分析主要借助數(shù)值模擬的方法進行，準確建立結(jié)構(gòu)的分析模型是倒塌分析要解決的首要關(guān)鍵問題。其次，合理的倒塌判別準則也是研究結(jié)構(gòu)倒塌問題需要解決的關(guān)鍵問題，現(xiàn)有的倒塌判別準則主要是針對規(guī)則橋梁，對于動力響應復雜的超高墩剛構(gòu)橋還需要專門進行研究。第三，結(jié)構(gòu)在使用過程中由于環(huán)境或者其他因素不可避免的存在不同程度的劣化情況，不考慮這一因素，實際上只是對擬建結(jié)構(gòu)的評估，因此，進行倒塌分析還要考慮結(jié)構(gòu)在服役期間的劣化。本文首

4、先對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)，指出了超高墩橋梁結(jié)構(gòu)倒塌分析需要解決的關(guān)鍵問題。其次，提出了考慮縱筋屈曲的方法，并通過鋼筋混凝土構(gòu)件擬靜力試驗的數(shù)值模擬分析，研究了縱筋屈曲對構(gòu)件后期破壞階段的模擬的影響；研究結(jié)果表明所提出的方法能有效考慮試件在加載后期由于縱筋屈曲而導致強度和剛度的退化現(xiàn)象。第三，提出了超高墩剛構(gòu)橋倒塌判別準則，建立了超高墩剛構(gòu)橋基于單地震動IDA的倒塌分析方法，并運用該方法對一典型工程實例進行了倒塌全過程分析，探討了超高

5、墩剛構(gòu)橋的破壞模式和倒塌機理；研究結(jié)果表明，縱向鋼筋屈曲對超高墩剛構(gòu)橋的倒塌性能影響很大，超高墩剛構(gòu)橋在地震作用下的倒塌破壞模式為橋墩截面多處同時形成塑性鉸的豎向倒塌破壞，所提出的基于墩頂豎向位移的倒塌判斷準則適用于周期長、高階振型貢獻大的高柔橋梁。第四，研究了劣化對結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的影響，主要考慮了混凝土剝落、鋼筋截面減少、和鋼筋強度降低對超高墩剛構(gòu)橋抗倒塌能力的影響；研究結(jié)果表明劣化對結(jié)構(gòu)的自振周期和抗倒塌性能有影響。第五，在單地震動