高墩大跨连续刚构桥的pushover分析与抗震性能研究

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1、分类号:U44,U4510710-2012121052硕士学位论文高墩大跨连续刚构桥的Pushover分析与抗震性能研究霍啸苏导师姓名职称胡大琳教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月15日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学PushoverandseismicPerformanceResearchonLong-spanContinuousRigidFrameBridgeWithHigh-risePiersADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuoXiaosuSuperv

2、isor：Prof.HuDalinChang’anUniversity,Xi’an,China摘要桥梁结构作为交通运输中的关键节点，保障其在遭遇地震作用下的工作性能是非常必要的。而随着高墩大跨连续刚构桥在很多地区的大量出现，对这种桥型进行抗震性能评估就显得非常有意义。如果有一种简洁、可靠的抗震性能评估方法，那么将会节省工程师们大量的时间与精力。Pushover方法作为一种简单方便的抗震性能评估方法已在建筑结构中得到了充分应用，而在高墩大跨连续刚构桥中的适用性如何，本文对其做了一些尝试性的研究工作：（1）文章对桥梁结构的震害进行了系统的总结与归纳；并对常用的抗震设计分析方法及发展历程做了

3、简单的介绍。另外针对基于性能的抗震理念，进行了叙述，并介绍Pushover方法的研究概况。（2）对Pushover方法的基本原理与步骤进行了说明，并对其与能力谱相结合的抗震性能评估过程进行详述。由于桥梁体系的上部结构自重很大，所以基于此对传统的倒三角加载模式与均布力加载模式进行了改进，并结合一座80m墩高的刚构桥，采用集中力、改进倒三角、改进均布力等分布力模式进行了Pushover分析，并通过Chopra的改进能力谱方法求出三种地震幅值（0.2g、0.4g、0.6g）的性能点，然后将其与弹塑性时程得出的结果进行对比，得出改进倒三角在顺桥向比另外两种的精度要高，而对于横桥向，集中力模式精

4、度要高些。（3）采用了考虑模态分布形状及高阶模态的加载模式对结构体系进行了Pushover分析，得出了模态组合侧向力方式（先组合）并不比一阶模态加载方式的计算精度高；而考虑多模态的MPA方法（后组合）与一阶模态加载方式在位移结果上相差无几，但是多模态MPA分析方法在基底剪力预测上更准确。（4）最后采用了相对简单的一阶模态加载方式对80m墩高的刚构桥进行了Pushover分析，并将其与规范反应谱相结合进行了抗震性能的评估，并讨论了9度地震作用下，塑性铰的破坏情况。关键词：Pushover；Chopra改进能力谱；高墩大跨连续刚构桥；侧向力分布模式；基于性能抗震研究IAbstractAsi

5、sknowntoall,bridgesareimportantprojectsinantrafficsystem,soitisverynecessarytoensuretheworkingperformancewhentheearthquakehappens.Withtheemergenceoflargenumbersoflong-spancontinuosrigidframebridgeswithhigh-risepiersinmanyregions,tostudyontheseismicperformanceofthiskindofbridgebecomeincresinglyim

6、portant.Atthesametime,simpleandreliablemethodsareneededforevaluationofseismicperformancetosaveengineersalotoftimeandenergy.Pushoverisasimpleandconvenientmethodintheseismicperformanceevaluationofbuildingstructuresandhasbeenwidelyapplied,butit’sremainedtobeseenwhetherthismethodissuitabletothelong-

7、spancontinuosrigidframewithhigh-risepiersornot,sosomeresearchonthismethodisdonetentativelyinthispaper:(1)Inductionandsummaryoftheearthquakedamageofbridgeandseismicdesignmethodbasedontheperformance-basedseismicdesigntheoryhav