劣化对高墩抗震性能的影响分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

我国位于环太平洋和欧亚地震带之间，地震频繁发生，地震对道路交通的破坏巨大，道路是国民经济的动脉，而桥梁工程是道路交通的咽喉，在保障道路通畅中起着至关重要的作用。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。在中国中西部多为山地地区，山地地区的桥梁一般多为高墩结构。根据经验表明高墩桥梁的震害主要发生在桥墩部位。所以研究高墩桥梁的抗震性能拥有很重要的意义。桥梁结构在使用一定时间后往往会产生结构的劣化。随着结构的劣化对其抗震性能有很重要的影响，劣化后的结构其抗震性能相比劣化前明显降低。常见的桥梁劣化现象有裂缝，撞损，剥落，蜂窝，冲刷，钢筋锈蚀等。影响桥梁结构劣化的因素有很多，比如氯离子侵蚀，混凝土碳化，硫酸盐侵蚀，镁盐侵蚀，冻融破坏等。

在国内已有多名专家对桥梁的抗震性能做出分析，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。

自20世纪70年代初日本，美国，新西南等多地震国家对钢筋混凝土桥墩抗震性能进行了大量的模型试验和理论研究分析。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。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,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。

2. 研究的基本内容与方案

本论文的主要内容是查阅相关文献，了解结构地震响应分析的基本内容和方法。熟悉结构有限元分析的基本内容和过程。进一步理解桥梁抗震分析的概念并掌握采用有限元软件进行时程分析的方法。通过实例，了解结构劣化对高墩抗震性能的影响。主要掌握有限元软件的基本原理和建模的基本过程，学习OpenSEES结构分析软件。然后采用OpenSEES结构分析软件建立分析对象的有限元模型。理解抗震分析的概念，并掌握采用有限元软件进行时程分析获取结构地震响应的方法。最后设定分析工况，计算结构的内力、位移、反力等响应。

本论文采用的研究方法是动力时程分析方法，这种方法由开始状态逐渐积分直到地震作用结束，从而求出桥墩在地震作用下从静止到达最终状态的全过程。动力时程分析法具有以下优点，首先能够校正采用反应谱法振型分解和组合求解结构内力和位移时的误差，其次可以计算结构在非弹性阶段对地震的反应，从而方便确定结构的薄弱层。最后这种方法可以计算结构在地震作用下各个时刻时的反应。

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.