近断层地震作用下高墩刚构桥易损性分析及减震控制研究

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1、密级：公开工学硕士学位论文近断层地震作用下高墩刚构桥易损性分析及减震控制研究TheVulnerabilityAnalysisandDampingControlofHighPierRigidFrameBridgeSubjectedtoNear-faultEarthquakeMotions培养单位：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程研究生：安路明指导教师：石现峰教授李勇博士二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁

2、道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要由于我国正大力开发西部山区，交通基

3、础设施特别是公路和铁路建设正如日中天。但该地区桥梁多跨越深山大河，因此高墩大跨刚构桥成为最适宜的主流桥型。桥梁作为交通线路的枢纽，进行易损性研究具有重要的意义。地震易损性分析是一种基于概率的、可定量桥梁抗震性能的风险评估方法。本文从易损性的角度出发，研究地震作用下，高墩刚构桥抗震性能及影响因素。主要研究内容及结论有：（1）确定不同损伤状态下桥梁各构件的损伤指标；确定桥梁各组成构件及桥梁系统的易损性函数。（2）采用IDA分析方法，研究近场脉冲地震动的作用方向（纵向、横向）对高墩刚构桥抗震性能的影响，分析结果表明，相比纵向位移失效，支座极易发生横向剪切破坏；横向地震作用下高墩刚

4、构桥更易受到损伤；桥梁整体系统易损性高于单个构件，因此，在刚构桥抗震设计时应对桥梁整体进行易损性评价。（3）对比远场及近场地震动作用下桥梁结构的抗震性能，研究表明：近场地震动作用下桥梁各组件和整体的损伤超越概率都大于远场地震作用。（4）采用控制变量法，研究墩高对高墩刚构桥的易损性的影响，结果表明，随着墩高的增加，桥梁的各个损伤状态下的超越概率逐渐增大，特别是极限损伤状态和完全破坏状态，且墩高的增加对桥墩墩底的损伤尤为严重。（5）分别以系梁的位置、系梁的设置数量、系梁与桥墩的刚度比为基本变量，研究系梁对刚构桥抗震性能的影响。结论表明，随系梁数量的增加，结构或构件的易损性都增加

5、，当设置一道系梁时，以在桥墩中部设置系梁效果最优，系梁刚度对桥梁抗震性能影响较小，但为了结构受力均衡，建议取刚度比为0.5。（6）提出一种适用于双肢薄壁墩的消能装置，并验证其减震效果。结果表明：双肢桥墩间加设耗能减震的交叉支撑，对于高墩刚构桥桥墩在各个损伤状态的易损性概率降低较显著。关键词：近场地震；双肢薄壁高墩刚构桥；地震易损性；系梁；摩擦耗能减震AbstractThewesterndevelopmentstrategyplaysakeyroleinacceleratingthehighwayandrailwayconstructioninsouthwestandnort

6、hwestofChina.Duetothespecialtopographyandgeologyconditionsofwesternregion,highpiersandlong-spancontinuousrigidframebridgesarewidelyusedasthemainstructureformtospangreatriversanddeepcanyons.Bridgeasahubtrafficroutes,avulnerabilitystudyhasimportantsignificance.Seismicfragilityanalysisisbased

7、onaprobabilisticriskassessmentmethodscanbequantifiedseismicperformanceofthebridge.Fromthevulnerabilitypointofview,thispaperstudiestheseismicperformanceandinfluencingfactorsofhighpierrigidframebridgesunderearthquake.Themainresearchcontentsandconclusionsare:(1)T