【博士】高樁承臺橋梁抗震性能試驗(yàn)和理論研究【2008】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2008年　　高樁承臺這種基礎(chǔ)形式在我國長、大跨橋梁的設(shè)計(jì)和建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，盡管其具有沉降量小、適應(yīng)性強(qiáng)、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，但是地震災(zāi)害調(diào)查表明，它仍然是橋梁結(jié)構(gòu)體系中的地震易損構(gòu)件。高樁承臺基礎(chǔ)的抗震問題涉及的影響因素復(fù)雜，現(xiàn)行的橋梁抗震規(guī)范又具有局限性，由于缺乏這方面的研究儲備，很大程度上影響著設(shè)計(jì)者準(zhǔn)確預(yù)測這類結(jié)構(gòu)地震的損傷性態(tài)。為此本文對高樁承臺橋梁的抗震性能進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究，主要內(nèi)容如下：　　(1)在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對高樁承臺基礎(chǔ)在我國橋梁工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、樁基礎(chǔ)的震害調(diào)查情況、樁一土一結(jié)構(gòu)相互作用的理論分析方法和試驗(yàn)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納總結(jié)，對結(jié)構(gòu)抗震能力的主要評價(jià)方法進(jìn)行了系統(tǒng)的回顧和總結(jié)。在此基礎(chǔ)上確定了本文的研究思路和技術(shù)路線?！　?2)對幾種常用的樁-土簡化分析模型的計(jì)算原理進(jìn)行了介紹；并對等效嵌固模型中群樁等效嵌固長度的合理取值進(jìn)行了計(jì)算分析，提出了確定高樁承臺群樁等效嵌固長度的經(jīng)驗(yàn)公式；比較了不同簡化模型對高樁承臺體系動力特性、推倒曲線和塑性鉸產(chǎn)生機(jī)制的影響，提出了以截?cái)嗄Ｐ妥鳛楦邩冻信_的合理簡化模型?！　?3)完成了抱箍一抗彎鋼板組合式土箱和兩類高樁承臺基礎(chǔ)模型的設(shè)計(jì)、制作；采用擬靜力試驗(yàn)方法比較分析了鋼筋混凝土高樁承臺和鋼護(hù)筒一鋼筋混凝土組合樁高樁承臺的破壞形態(tài)、塑性鉸產(chǎn)生機(jī)制、力一位移滯回曲線、位移延性、剛度特性、耗能能力、粘滯阻尼比的變化規(guī)律，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)了兩類高樁承臺體系的五級性能水平量化指標(biāo)，為定量評價(jià)鋼護(hù)筒對鋼筋混凝土樁抗震能力的提高程度提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)?！　?4)以O(shè)penSees為計(jì)算平臺，引入Park-Ang雙參數(shù)損傷指標(biāo)，建立了彈塑性纖維單元計(jì)算模型完成了試驗(yàn)的全過程仿真分析；通過變參數(shù)的Pushover分析總結(jié)了樁基主筋配筋率、體積配箍率、鋼護(hù)筒含鋼率、砂土內(nèi)摩擦角、砂土有效容重、軸壓比、側(cè)向力分布模式等參數(shù)對高樁承臺體系能力曲線的影響規(guī)律；選取了5條二類場地地震動記錄，對體系進(jìn)行了IDA分析，然后對高樁承臺體系采用兩點(diǎn)加載模式進(jìn)行了Pushover分析，驗(yàn)證了這種新的加載模式用于高樁承臺能力評價(jià)的可靠性?！　?5)選取了一座典型的高樁承臺索支承體系橋梁進(jìn)行縱、橫向地震動輸入，詳細(xì)介紹了采用能力／需求比方法判斷高樁承臺體系橋梁可能的破壞順序和易損部位的評價(jià)；最后從減小地震需求和增強(qiáng)構(gòu)件自身能力的角度出發(fā)提出了采取防沖刷措施、設(shè)置粘滯阻尼器和樁頂設(shè)置鋼護(hù)筒這三種措施來改善高樁承臺基礎(chǔ)的抗震性能?！　?

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