深水已有損傷缺陷橋墩的抗震性能分析.pdf

1、橋梁結(jié)構(gòu)是生命線(xiàn)工程系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分。近些年來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速，各種跨江、跨海的深水橋梁出現(xiàn)在人們的生活中。這些深水的橋梁結(jié)構(gòu)在遭受地震作用時(shí)，會(huì)和周?chē)乃w發(fā)生相互作用，從而動(dòng)力特性會(huì)發(fā)生改變。尤其是在地震發(fā)生時(shí)，很多的橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的服役期，由于周?chē)h(huán)境的影響、疲勞荷載的作用以及其它一些偶然因素，必然會(huì)產(chǎn)生一定的損傷。這種累積的損傷會(huì)使結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能都發(fā)生退化，抵御地震災(zāi)害的能力有所降低。因此，研究這種處于深水

2、中的已有損傷缺陷的橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能顯得非常重要。
　　本文以已進(jìn)行的樁基橋墩結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，考慮動(dòng)水壓力的影響，建立樁基橋墩結(jié)構(gòu)的有限元模型，通過(guò)ANSYS分析得出結(jié)構(gòu)損傷程度和損傷結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)。最后用靜力彈塑性方法對(duì)比分析了兩種結(jié)構(gòu)的抗震性能。主要內(nèi)容包括三個(gè)方面:
　　1建立損傷結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力骨架曲線(xiàn)。以三線(xiàn)型恢復(fù)力骨架曲線(xiàn)為基礎(chǔ)，在受損結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的恢復(fù)力模型的骨架曲線(xiàn)與完好構(gòu)件的形狀大致相同的前提

3、下，詳細(xì)介紹了鋼筋銹蝕和混凝土產(chǎn)生裂縫后的恢復(fù)力骨架曲線(xiàn)參數(shù)的確定方法。通過(guò)一個(gè)橋墩的模型結(jié)構(gòu)重點(diǎn)分析了由混凝土裂縫造成的結(jié)構(gòu)的損傷對(duì)于恢復(fù)力曲線(xiàn)的影響。
　　2確定受損的樁基橋墩結(jié)構(gòu)的損傷程度并進(jìn)行受損結(jié)構(gòu)的動(dòng)力時(shí)程分析。詳細(xì)介紹了用ANSYS建立樁墩結(jié)構(gòu)有限元模型的步驟，從損傷導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度衰減的角度通過(guò)和試驗(yàn)自振頻率的對(duì)比確定結(jié)構(gòu)的損傷程度，并從墩項(xiàng)的加速度反應(yīng)方面加以驗(yàn)證。最后通過(guò)輸入一定峰值的地震波對(duì)完好結(jié)構(gòu)和損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行

4、動(dòng)力時(shí)程的分析，對(duì)比墩頂?shù)奈灰坪图铀俣鹊姆逯档淖兓闆r，確定損傷對(duì)于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)的影響。
　　3對(duì)已有損傷的樁基橋墩結(jié)構(gòu)進(jìn)行Pushover分析。詳細(xì)介紹了pushover分析方法的基本內(nèi)容。重點(diǎn)介紹了能力譜和需求譜曲線(xiàn)的確定以及性能點(diǎn)的確定方法，結(jié)構(gòu)塑性鉸的定義以及水平力的加載模式等。通過(guò)采用均布加載和倒三角加載兩種方式對(duì)損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行推覆分析，得到結(jié)構(gòu)在8度多遇地震和8度罕遇地震下的性能點(diǎn)及塑性鉸的位置，并與完好結(jié)構(gòu)的推覆分析