连续刚构桥的静力推覆及其损伤分析

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随着我国经济建设的蓬勃发展,交通建设事业也迎来了快速发展的时代,桥梁无论在数量还是总延伸长度上都在急速增加,其在我国经济发展与人民群众的日常生活中发挥的作用越发显著。同时我国是一个多地震国家,人民的生命和财产长期受到地震灾害的威胁,地震中桥梁破坏十分突出,倒塌桥梁与严重破损桥梁占震中区域桥梁一半以上。大跨度混凝土桥梁是生命线工程,和平时期是经济动脉的咽喉,灾难时期是物资调运、灾民转移的生命线。因此,对作为生命线的桥梁进行抗震性能分析与评价及地震作用下损伤演化与评估是十分必要的。本文在简述地震反应分析基本理论的同时,以一多跨连续刚构桥为工程背景,对其进行静力推覆及其损伤分析,主要的研究内容包括:(1)详细介绍了连续刚构桥的发展、受力和施工特点,结合我国地震频发的现状,指出工程结构抗震的重要性,并对桥梁结构常见震害以及结构抗震分析现状及方法进行了概述。(2)对损伤力学的基本概念、原理、假定以及材料的损伤分类作了详细的介绍。分析了混凝土材料的损伤现象与损伤机理,并针对经典损伤理论中存在的缺陷,基于严格不可逆热力学的弹性损伤一般理论,取其二阶近似形式,建立一种较为实用的混凝土材料损伤本构模型,克服了经典损伤理论的缺陷。(3)采用有限元软件Midas civil建立了连续刚构桥的全桥分析模型,并对其进行动力特性分析,得到前二十阶振型及对应频率,并对前200阶振型的参与质量进行统计。(4)根据连续刚构桥所处位置,确定其抗震设防烈度,分别采用四种侧向荷载模式对其进行纵横桥向的Pushover分析,得到在各烈度地震荷载下结构的地震响应峰值并对其抗震性能进行评估。(5)采用ABAQUS有限元软件建立连续刚构桥主桥墩的有限元模型,通过运用Fortran语言编写包含各向同性损伤本构模型的用户材料子程序,分析主桥墩在静力推覆下的损伤演化历程,得到相关结论,为以后此类桥梁的抗震分析与设计提供参考。
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