學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：重慶交通大學(xué)
學(xué)位年度： 2010年
橋梁結(jié)構(gòu)是交通路網(wǎng)的重要組成部分，認(rèn)識(shí)橋梁在地震過程中的抗震性能是極其重要的。尤其在震后救災(zāi)時(shí)，橋梁更是生命線緊急通行能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。盡管其他橋梁構(gòu)件的損壞可能帶來經(jīng)濟(jì)上的損失和生命安全的威脅，而鋼筋混凝土橋墩則通常是橋梁結(jié)構(gòu)中最易受損的構(gòu)件，橋墩的破壞可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。
近幾十年的橋梁震害促進(jìn)了橋梁抗震技術(shù)的快速發(fā)展，世界上主要的橋梁抗震規(guī)范己采用延性設(shè)計(jì)，基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)方法成為目前的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)橋墩非線性地震響應(yīng)、破壞機(jī)理的深入了解和把握是橋梁性態(tài)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。
本文的研究目的是對(duì)鋼筋混凝土橋墩在地震荷載作用下的抗震性能、延性破壞機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)、深入的研究，并建立可靠、有效的鋼筋混凝土橋墩擬靜力試驗(yàn)有限元數(shù)值分析模型，為保證我國(guó)橋梁抗震安全提供必要的試驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)，并為我國(guó)橋梁抗震規(guī)范的修編提供重要支撐。論文首先以廣泛、深入的文獻(xiàn)調(diào)研為基礎(chǔ)，初步確定影響橋墩延性性能的因素；其次，通過橋墩擬靜力正交試驗(yàn)對(duì)影響橋墩延性性能的因素進(jìn)行驗(yàn)證及相關(guān)分析，進(jìn)而確定影響等效塑性鉸長(zhǎng)度及等效剛度的因素；然后，針對(duì)國(guó)內(nèi)配筋情況，結(jié)合已有的試驗(yàn)研究及美國(guó)、日本的墩柱性能數(shù)據(jù)庫(kù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，回歸橋墩等效塑性鉸長(zhǎng)度及等效剛度計(jì)算公式；最后，建立相應(yīng)的OpenSees數(shù)值模型，對(duì)提出的橋墩塑性鉸長(zhǎng)度及等效剛度計(jì)算公式進(jìn)行數(shù)值上的驗(yàn)證。論文的主要工作、認(rèn)識(shí)及結(jié)果(結(jié)論)如下：
①以文獻(xiàn)調(diào)研為基礎(chǔ)，從幾何特征、配筋情況、材料特性以及荷載作用等方面總結(jié)了影響橋墩延性性能的因素；
②進(jìn)行了較系統(tǒng)的三水平、四因素(墩高三、軸壓比P／A2．尼’、縱筋直徑磊、配箍率,oh)橋墩擬靜力正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究；
③從橋墩強(qiáng)度特性、延性能力等方面對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)估，并系統(tǒng)地分析剪跨比、軸壓比以及縱筋率等對(duì)橋墩抗震性態(tài)、延性破壞機(jī)理的影響；
④在現(xiàn)有塑性鉸長(zhǎng)度、等效剛度計(jì)算公式評(píng)估及影響因子分析的基礎(chǔ)上，提出了鋼筋混凝土橋墩塑性鉸長(zhǎng)度及整體等效剛度計(jì)算公式；
⑤建立了有效的橋墩擬靜力試驗(yàn)OpenSees纖維單元模型，從數(shù)值上驗(yàn)證了所提出的塑性鉸長(zhǎng)度及整體等效剛度計(jì)算公式的可靠性。
