矩形高墩地震响应分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

桥是路的起点，路是桥的延伸。桥梁作为交通系统中的重要枢纽，在现代交通中占有重要地位和发挥着重要作用。而我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位，是世界上地震灾害最频发、最严重的国家之一。而作为交通枢纽的桥梁，一旦在地震中遭到破坏，将会造成巨大的经济损失，并且严重影响到灾区的抗震救灾和灾后重建。地震对桥梁的破坏因其突发性和破坏性强被认为是桥梁设计时必须考虑的一项重要因素。现代混凝土桥梁结构中，因桥墩破坏导致桥梁破坏甚至倒塌已成为桥梁震害的重要特征。因此，应当总结桥梁震害的经验教训，就高墩桥梁的抗震性能和地震响应展开研究。

目前，国内外就此已展开多项研究。在钢筋混凝土桥墩的抗震性能、破坏机制和抗震设计方法等方面取得了丰硕的研究成果。国内方面：大连理工大学艾庆华等研究了多维抗震理论及墩柱的延性抗震。同济大学范立础等提出了桥梁延性抗震理论，重庆交通大学徐国锋等针对公路桥墩及桥梁抗震设计理论展开工作，西南交通大学刘艳辉等则深入分析了曲线梁桥抗震和深水基础桥梁抗震，天津大学王成博等开展高墩大跨桥梁的抗震理论的研究，长安大学崔海琴等研究探讨了公路桥梁抗震方法。合肥工业大学左晓明开展了公路钢筋混凝土桥墩的试验研究和数值分析。中南林业科技大学吴弈琴提出了桥梁抗震评估方法。国外方面：在经过多次地震破坏之后，日、美、新西兰等地震频发国家加强了关于钢筋混凝土的抗震性能的理论分析研究，进行了大量的模型试验。priestley等针对强震作用下钢筋混凝土桥墩的强度，延性和低配筋率等对抗震性能的影响做了分析。pinto等对具有矩形空心截面的大比例尺的钢筋混凝土桥墩模型进行了低周反复荷载试验。janoyan等对足尺的钢筋混凝土桥墩进行了侧向循环加载，较好的预测了桥梁的弯矩-曲率关系,台湾地震工程研究中心的yeh等开展了混凝土箱型墩柱的系列试验研究。marson等开展了钢筋混凝土墩柱的低周反复荷载试验，研究它的延性和强度，提出了新的设计方程，被美国和加拿大的lrfd规范所采用。

我国公路、桥梁等基础建设如火如荼，钢筋混凝土高墩桥梁也必将更多的出现在工程中。我国又是多地震且地震活动最活跃的地区之一，一旦发生地震，桥梁设施的损坏、倒塌所带来的损失要远远超过单单修建一座桥梁所付出的人力和财力。因此，我们应该总结经验教训，研究桥梁高墩的地震响应，提高桥梁的抗震性能。

2. 研究的基本内容与方案

鉴于高墩桥梁在工程中应用的广泛性，本文对桥高墩地震响应进行分析，为高墩桥梁的抗震性能设计提供参考。结合OpenSEES结构分析软件，采用动力时程分析法对桥高墩地震响应进行分析研究。动力时程分析方法是针对较复杂结构地震响应结算的一种常用方法，它的基本思想是地震波按照微小的时间间隔进行离散，然后在每一个微小的时间间隔内，假定位移、速度和加速度按照一定的规律变化，并根据该时间间隔内的初始条件计算结束时的结构状态，依次进行即可计算所有离散时间节点的结构地震响应。其次，学习并掌握OpenSEES结构分析软件，理解并掌握有限元软件的基本原理和建模的过程。了解到OpenSEES常用的求解非线性方法是Newton-Raphson法，而OpenSEES采用的两种荷载施加方法分别是荷载控制法和位移控制法。用OpenSEES结构分析软件建立分析对象的有限元模型，结合动力时程分析法，设定分析工况，计算结构的内力、位移、反力等响应。最后，查阅相关文献和图书资料，结合导师的指导，完成桥高墩的地震响应分析，达到预定目标。

3. 研究计划与安排

第1周：查阅相关文献资料，仔细阅读设计任务书，明确研究内容。

第2周：了解研究所需具备的基本知识及所要掌握的软件，安装并熟悉所需的工具，为后续毕业设计论文工作做好准备。

第3周：确定方案，完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 石志源.桥梁结构电算(第2版)[m].北京:人民交通出版社,2010.

[2] 中华人民共和国交通部.公路桥涵设计通用规范jtg d60—2004 [s].北京:人民交通出版社,2004.

[3] 中华人民共和国交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范jtgd62—2004 [s].北京:人民交通出版社,2004.