強(qiáng)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?yàn)檠芯繉?duì)象，基于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和數(shù)值模擬，探索多跨連續(xù)梁橋在多維地震動(dòng)作用下的非線性動(dòng)力災(zāi)變機(jī)理及其倒塌控制方法，主要工作包括:(1)進(jìn)行連續(xù)梁橋比例模型在多維地震動(dòng)輸入下的地震振動(dòng)臺(tái)臺(tái)陣試驗(yàn)研究;(2)分別基于隱式積分和顯式積分技術(shù)，建立多跨連續(xù)梁橋的空間非線性有限元模型，進(jìn)行不同地震動(dòng)輸入的非線性動(dòng)力時(shí)程反應(yīng)分析;(3)進(jìn)行了高阻尼橡膠支座力學(xué)性能試驗(yàn)研究;(4)進(jìn)行了多跨連續(xù)梁橋在多維地震動(dòng)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(duì)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(shè)計(jì)策略。
　　主要研究結(jié)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(dòng)下的簡(jiǎn)支墩振動(dòng)響應(yīng)強(qiáng)于固定墩，在縱向長(zhǎng)周期地震動(dòng)下固定墩的振動(dòng)加速度大于簡(jiǎn)支墩;橫向地震動(dòng)作用下梁墩橫向相對(duì)位移大于縱向;長(zhǎng)周期地震動(dòng)比短周期地震動(dòng)引起

3、更大的上下部結(jié)構(gòu)相對(duì)位移，且相對(duì)位移峰值并不出現(xiàn)在墩、梁振動(dòng)最劇烈、振幅最大的時(shí)刻。
　　(2)采用高阻尼橡膠支座隔震后主梁的加速度響應(yīng)稍有增長(zhǎng)而下部結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)減弱，簡(jiǎn)支墩的減震效果尤其顯著;同時(shí)降低了連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的上、下部結(jié)構(gòu)的相對(duì)位移和落梁的風(fēng)險(xiǎn);提出了高阻尼橡膠支座的雙線性恢復(fù)力模型，可應(yīng)用于此類隔震支座橋梁的地震響應(yīng)分析。
　　(3)基于能量平衡原理，提出了連續(xù)梁橋基于結(jié)構(gòu)的橋梁倒塌準(zhǔn)則;通過t時(shí)刻的結(jié)構(gòu)總能量與

4、外力功之比ξ可找到結(jié)構(gòu)損傷和倒塌破壞的潛在時(shí)刻，對(duì)于兩跨連續(xù)梁橋建議當(dāng)能量比小于85％即可判定進(jìn)入倒塌階段。
　　(4)強(qiáng)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(jìn)而引起主梁落梁，模式二是墩梁相對(duì)位移過大引起整體落梁;提出的損傷指標(biāo)D可對(duì)兩跨連續(xù)梁模型的損傷狀態(tài)做出合理、有效評(píng)價(jià)。
　　(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(qiáng)震下連續(xù)梁橋的抗倒塌能