1. 研究目的与意义
近年来,全球地震频发,而桥梁作为生命线工程,一旦在地震中发生破坏,将会给人民的生命财产及抗震救灾造成巨大的影响.本文对钢筋混凝土桥墩其形式对抗震性能进行深入的研究分析,是确保其良好安全性的重要内容。在各类桥梁结构中,以简支梁、连续梁为代表的梁式桥无疑是相对简单的,但是同时也最为常见和常用的。因此在地震作用下,为确保生命线工程的安全,加强对梁式桥地震行为的认识,其意义是尤为重要。采用具有典型结构的连续梁桥作为分析对象,通过IDA和PSDA等各种有限元分析方法和概率统计理论,确定地震作用下连续梁桥结构的地震反应规律和破坏规律。
2. 国内外研究现状分析
我国现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ00410)在80年代中期开始修订,于1989年正式发行。随着我国90年代经济起飞,交通事业迅猛发展,特别是高速公路的兴建、跨越大江、大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建.规范已大大不能适应.但是目前所有国内的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范入近十年来,1989年美国LomaPrieta地震(M7.0),一个中等强度地震导致了桥梁的破坏,这一后果告诫人们现代城市交通网络中断的危害性。1994年美国Northridge地震(M6.7),也是一个中等强度地震,造成洛杉矶市高速公路上多座桥梁崩坍,严重的交通中断造成巨大的经济损失.最近的日本Kobe地震(M7.2),同样是一个中等强度的地震,造成大量高速公路、高速铁路桥隧的破坏,使经济遭受巨大损失。如都以当时的币值为准,以上三次中等强度地震导致城市经济总损失分别为70、200、1500亿美元。
日本1995年限神地震后,对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写,并于1996年颁布实施:美国也相继在联邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作,已经完成了ATC18、ATC32和ATC40等研究报告和技术指南。与旧规范相比,新规范或指南无论在设计思想、设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。相比之下我国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进,其后果必然是我国不少的桥梁工程将留下地震隐患。
3. 研究的基本内容与计划
1.对地震学、与工程抗震关系密切的地震动特性、概率地震危险性分析、桥梁抗震设计理论、基于性能的地震工程学和桥梁抗震设计、桥梁结构地震易损性分析等方面的发展研究现状进行了系统的回顾与总结。
采用具有典型结构的连续梁桥作为分析对象,选择合理的工程需求参数,将墩柱模型的分析结论推广到梁桥结构。通过IDA分析和各种概率统计方法,着重分析地面运动三要素对于梁桥结构地震反应和概率地震需求的影响,确定不同要素对于不同构件、不同工程需求参数的影响程度。在此基础上,说明在选择地面运动时,必须要考虑到频谱特性和持时,并对梁桥结构动力分析中合理选择地面运动强度参数提出建议。
4. 研究创新点
本文按照现行的《公路工程抗震设计规范》(JTJ00410)的抗震设计要求,运用SAP2000和OPENSEE2007对目前公路常用的连续梁桥进行了详细的地震反应分析以及全面的抗震性能评价,明确了公路工程抗震验算方法。对连续梁桥抗震性能评价和抗震设计进行了理论分析。
