受控?fù)u擺橋墩抗震性能及設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、公路、鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施體系的重要組成部分，其抗震性能對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能很大程度上取決于橋墩抗震性能，而傳統(tǒng)的橋墩盡管在大震作用下不會(huì)倒塌，但墩底會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的非彈性變形損傷，大震發(fā)生后經(jīng)常需要重建或者花費(fèi)大量的震后維修費(fèi)用，造成了資源極大浪費(fèi)，所以尋求更佳震后性能的橋墩結(jié)構(gòu)體系成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
　　受控?fù)u擺橋墩結(jié)構(gòu)在地震作用下能夠免于損傷并且在大震作用后能夠正常運(yùn)作，這種橋墩結(jié)構(gòu)同時(shí)具備

2、延性抗震設(shè)計(jì)和隔震抗震設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)，具有很大的發(fā)展前景。
　　本文研究了受控?fù)u擺橋墩的基本構(gòu)成組件、各組件工作機(jī)理、基本力學(xué)性能、穩(wěn)定性及耗能能力、基本計(jì)算理論以及基于等效力和基于位移的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)理論分析、公式推導(dǎo)以及數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對(duì)受控?fù)u擺橋墩的構(gòu)件組成、抗彎能力、抗側(cè)移能力、耗能能力以及設(shè)計(jì)方法等問(wèn)題進(jìn)行了研究。全文的主要研究工作如下：
　　1）詳細(xì)描述了受控?fù)u擺橋墩的各組成構(gòu)件及各組件性能，主要為橋墩組件、

3、預(yù)應(yīng)力組件及耗能組件這三個(gè)部分。
　　2）通過(guò)理論分析以及公式推導(dǎo)得到受控?fù)u擺橋墩的基本力學(xué)性能、抗彎能力、耗能能力等，并且通過(guò)變量法分析出各組件性能對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)各性能的影響。分析得到橋墩組件作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，在橋墩抗彎及抗側(cè)移中起主要作用；預(yù)應(yīng)力組件主要增加結(jié)構(gòu)的恢復(fù)能力，工作過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生塑性變形；耗能組件為受控?fù)u擺橋墩工作的核心部件，起到主要的耗能能力。
　　3）基于sap2000平臺(tái)建立受控?fù)u擺橋墩的有限元模

4、型，通過(guò)擬靜力分析驗(yàn)證模型的可行性，對(duì)比平衡條件公式推導(dǎo)的結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證前文所得結(jié)果的正確性；通過(guò)動(dòng)力時(shí)程分析來(lái)說(shuō)明受控?fù)u擺橋墩相對(duì)于傳統(tǒng)橋墩的優(yōu)越性，分析發(fā)現(xiàn)相對(duì)于傳統(tǒng)橋墩受控?fù)u擺橋墩震后的殘余變形明顯小于傳統(tǒng)橋墩，在地震波作用下受控?fù)u擺橋墩也具有相當(dāng)高的整體穩(wěn)定性。
　　4）基于受控?fù)u擺橋墩各種特性以及基本力學(xué)性能，根據(jù)傳統(tǒng)橋墩基于等效力以及基于殘余變形的設(shè)計(jì)方法，提出受控?fù)u擺橋墩基于等效力以及基于位移的設(shè)計(jì)方法的一般步驟，并