基于动力试验的钢筋混凝土桥墩复合损伤指标研究.pdfVIP

摘要

摘要

我国地处多个地震带交界处，地震灾害频发，高架桥梁、跨海大桥等桥梁结

构的震损对交通安全以及生命财产安全构成严重威胁。桥墩作为桥梁结构的主要

构件，极易受地震影响且更换困难。因此，对桥墩的抗震性能研究以及损伤程度

评估具有重要意义。传统的基于桥墩破坏状态的损伤评估需进一步改进完善，而

基于性能的损伤评估成为发展趋势。其中，能够全面准确反映桥墩损伤性能的损

伤指标成为相关研究的热点。当前，对桥墩损伤性能的研究分析多局限于数值模

拟且采用的损伤指标较为单一，对桥墩损伤的评价还不充分，尚不能全面准确地

描述桥墩的损伤性能。因此，有必要采用合理的损伤指标对桥墩的损伤状态进行

有效评估。本文主要的研究工作如下：

（1）根据既有的位移损伤指标和弹塑性耗能差率损伤指标，提出一种两者结

合的复合损伤指标。基于有限元软件建立桥墩模型，进行Pushover分析。根据数

值模拟结果以及参考有关研究结论，进一步确定各损伤指标的损伤评估限值范围。

（2）建立9个钢筋混凝土矩形空心桥墩试件进行振动台试验。利用试验数据

分别计算出各试件对应的三种损伤指标值，结合试验桥墩的实际损伤情况，对三

种损伤指标的评估结果进行对比分析。为进一步验证复合损伤指标的适用性，通

过有限元分析软件，另外引入17条地震记录进行数值模拟，并结合试验中的三种

地震波作用结果进行分析。由此，在多地震波作用下，验证复合损伤指标的适用

性。

（3）应用所提出的复合损伤指标考察了桥墩配箍率、轴压比、配筋率三种参

数的变化对空心桥墩损伤的影响。

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（）对复合损伤指标的进一步研究与完善进行了展望。结论表明，本研究对

高墩桥梁的抗震性能分析具有一定的参考价值。

关键词：钢筋混凝土空心桥墩；振动台试验；复合损伤指标；损伤评估；适用性

I

Abstract

Abstract

Chinaislocatedatthejunctionofseveralseismiczones,andearthquakedisasters

occurfrequently.Theseismicdamageofviaducts,sea-crossingbridgesandotherbridge

structuresposesaseriousthreattotrafficsafetyandthesafetyoflifeandproperty.As

themaincomponentofbridgestructure,piersareveryvulnerabletoearthquakeand

difficulttoreplace.Itisofgreatsignificancetostudytheseismicperformanceofpiers

andtoevaluatethedamagedegreeofpiers.Thetraditionaldamageassessmentbasedon

thefailurestateofbridgepierneedstobefurtherimproved,andperformance-based

structuraldamageassessmenthasbecomeatrendofdevelopment.Amongthem,the

damageindexwhichcanfullyandaccuratelyreflectthedamageperformanceofpiers

hasbecomeahotspotofrelevantresearch.Atpresent,theresearchandanalysisofpier

damageperformancearemostlylimitedtonumericalsimulationandthedamageindex

usedisrelat