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美国Loma Prieta地震、日本Kobe地震、中国汶川地震及集集地震中的桥梁震害,均证实了桥梁排架结构的抗震薄弱性。为研究桥梁排架地震破坏机理并发展排架地震损伤控制方法,本文基于OpenSees数值分析平台,建立了考虑弯曲、剪切和纵筋粘结滑移变形的钢筋混凝土桥墩抗震数值分析模型,通过与试验结果对比,验证了模型的正确性。提出了设置延性系梁和防屈曲支撑(Buckling Restrained Brace, BRB)对钢筋混凝土排架进行损伤控制的抗震措施并进行了数值验证。本文主要工作和结论如下:1.为研究纵筋粘结滑移变形对钢筋混凝土桥墩地震反应的影响,基于OpenSees中的非线性梁柱单元、零长度转动弹簧单元和零长度剪切弹簧单元,建立了8个考虑弯曲变形、粘结滑移变形和剪切变形的桥墩抗震数值分析模型。将模拟得到的滞回曲线,墩顶弯曲、粘结滑移和剪切变形等成分与试验结果进行对比。结果表明,所建模型对各桥墩的滞回曲线、各变形成分、初始刚度和残余位移有较好的模拟效果。且粘结滑移变形占墩顶总位移成分比例较大,约为20-50%,在数值模型中不可忽略。2.为研究OpenSees中的非确定参数对数值模型中残余位移模拟的敏感性问题,建立了考虑弯曲变形和粘结滑移变形的数值分析模型,对桥墩进行动力时程分析,在关键参数可以根据试验和试件设计确定的基础上,通过改变软件中的7个非确定参数,对非确定参数进行残余位移模拟的敏感性分析,并与试验结果进行对比,以验证影响效果。结果表明,非确定参数对多条地震动中残余位移最大值影响较为明显,且通过调整,可以获得较好的残余位移模拟精度。3.为研究高强箍筋高强混凝土墩柱抗震性能,基于Elwood建立的普通强度钢筋混凝土墩柱变形能力计算公式,对22个高强箍筋高强混凝土柱拟静力试验进行分析,验证了Elwood剪切破坏面对高强箍筋高强混凝土墩柱的适用性。使用Elwood模型模拟6个发生弯剪破坏的高强箍筋高强混凝土柱,将模拟与试验滞回曲线进行对比,结果表明,滞回曲线吻合较好,修正模型对高强箍筋高强混凝土柱的强度、刚度退化、残余位移等具有较好的模拟精度。4.为提高桥梁排架横桥向抗震能力,减少桥墩地震损伤破坏,提出在排架中设置延性系梁的设想并给出了设计构造措施。建立了无系梁排架和设置延性系梁排架抗震数值分析模型,通过拟静力和增量动力分析(IDA)手段讨论了延性系梁设置对减少排架地震反应的效果。结果表明:延性系梁提高了桥梁排架横桥向的强度和刚度,地震作用下,系梁先于排架桥墩发生屈服,形成塑性铰并耗散地震能量,延缓了桥墩的破坏过程,并减少了桥梁排架的变形需求。5.为研究BRB对桥梁排架的损伤控制效果,提出了设置BRB提高排架横桥向抗震能力的设想,以一个桥梁排架抗震拟静力试验结果为依据,建立了无BRB排架和加BRB排架抗震数值分析模型,并进行拟静力分析和增量动力分析(IDA)。结果表明:BRB核心段长度的选择是影响排架屈服顺序的关键,合理设计的BRB先于桥梁排架构件发生屈服并消耗地震能量,延缓了排架本身的屈服过程,提高了桥梁排架的抗震性能。