预应力混凝土桥墩受力性能分析.pdf

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1、预应力混凝土桥墩受力性能分析AnalysisofMechanicalPerformanceofPrestressedConcreteBridgePier学科专业：结构工程作者姓名：王亚龙指导老师：毕继红教授天津大学建筑工程学院二零一四年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他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。学位论文作者签名：签字日期：年月日

2、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要随着经济社会的发展和科学技术的进步，公路桥梁的建设无论是设计理念还是施工工艺都取得了辉煌成就，各种跨度巨大、造型优美的桥梁拔地而起。尽管如此，在桥梁施工过程中，由于对桥梁的理解不够深刻等原因，施工事故时有发生，给人民

3、的生命财产安全带来很大损失。近年来世界各地都发生了不同规模的地震，桥梁工程在震害中破坏惨重，特别是桥墩破坏所导致的后果更加严重。所以建造桥梁时有必要对桥梁施工阶段的受力以及桥墩的抗震性能进行计算分析，确保桥梁的建设能够安全顺利地进行以及在地震来临时不会发生破坏。正确选用钢筋混凝土本构关系模型对于提高工程结构数值分析精度十分关键。对桥墩所用钢筋混凝土进行试验研究，确定与实际相符的非线性本构关系模型用于桥墩施工阶段和抗震性能有限元分析。采用与桥墩相同混凝土制作试件进行加载试验。应用有限元分析软件建立钢筋混凝土试件的三维有限元分析模型，并分别基于不同非线性本构关系模型对试验过程进行数

4、值模拟。将试验结果与数值分析结果进行对比，确定与试验结果吻合程度最好的本构关系模型并基于该本构关系模型对桥墩进行施工阶段及Pushover抗震性能分析。进行桥墩施工阶段受力分析时，建立结构的三维有限元模型，然后针对三个不利施工工况进行数值分析并针对可能出现的问题提出可以采取的措施。进行抗震性能分析时，在顺桥方向和横桥方向水平震度逐级增大直至结构发生破坏，根据不同水平震度时结构的受力状态对桥墩的抗震性能进行评价。研究表明基于拟选用本构关系模型进行数值分析所得结果与试验结果吻合程度较好。桥墩在施工阶段的不利工况作用下会出现开裂并向结构内部延伸，施工过程中应该根据工程实际采取适当的措

5、施。Pushover分析结果表明，桥墩横桥方向抗震性能良好，顺桥方向抗震性能不能满足规范要求，应该对结构的配筋进行调整以优化其抗震性能。通过以上研究可以确保桥墩施工的安全顺利进行并能够保证地震发生时不会导致严重的破坏，为我国今后类似工程的建设提供借鉴。关键词：混凝土桥墩施工阶段本构关系抗震性能PushoverABSTRACTWiththeprogressofeconomicandsocialandthedevelopmentofscienceandtechnology,bridgeconstructionhasmadebrilliantachievements,whetherd

6、esignconceptorconstructiontechniquesandavarietyoflarge-span,beautifulshapebridgeshavebeenbuilt.Nevertheless,duetolackadeepunderstandingofthebridgesandotherreasons,duringpierconstructionprocess,accidentshaveoccurredfrequently,causedgreatlossestothelivesandpropertyofthepeople.Inrecentyears,dif

7、ferentlevelearthquakeshavetakenplacearoundtheworld,bringheavydamagetobridgeprojects,especiallythemoreseriousconsequencescausedbythedamageofthepier.Aboveall,itisnecessarytoanalysesthestressofbridgeduringconstructionphaseandanalyzetheseismicperforman