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目次
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《大跨度橋梁抗震設計理論與方法》介紹了國內外大跨度橋梁的典型震害及其成因分析，涵蓋了大跨度橋梁抗震設計理論中的抗震設防標準、抗震概念設計、地震動輸入模式與抗震性能指標等內容。基於新的抗震設計理念，《大跨度橋梁抗震設計理論與方法》探討了斜拉橋橋塔順、橫橋向的非彈性抗震設計問題，給出了大跨度拱橋的抗震設計方法，討論了大跨度鋼管混凝土拱的抗震薄弱部位及非線性抗震性能，從各墩協同抗震的角度對長聯大跨度混凝土連續梁橋進行了減隔震設計，解決了其抗震設計中的難題。
目次
目錄
前言
第1章 大跨度橋梁的抗震設防標準及性能目標1
1.1 國內外研究現狀及發展趨勢1
1.2 重現期與設計地震加速度4
1.2.1 重現期與超越概率4
1.2.2 超越概率與設計地震加速度5
1.3 B類工程的多遇地震重現期5
1.4 A類工程的地震設防標準6
1.5 抗震性能目標8
1.6 本章小結11
參考文獻11
第2章 大跨度橋梁的典型震害及其分析13
2.1 大跨度拱橋的震害13
2.2 大跨度斜拉橋的震害18
2.3 大跨度懸索橋的震害22
2.4 本章小結23
參考文獻24
第3章 大跨度橋梁的抗震概念設計25
3.1 抗震概念設計的意義25
3.2 國內外規範中的一般規定26
3.2.1 歐洲抗震設計規範26
3.2.2 我國鐵路工程抗震設計規範28
3.2.3 我國公路橋梁抗震設計細則29
3.2.4 我國城市橋梁抗震設計規範30
3.3 抗震概念設計的經典案例32
3.3.1 希臘裡奧-安托裡恩大橋33
3.3.2 蘇通大橋主航道橋34
3.3.3 美國奧克蘭海灣新橋35
3.4 大跨度橋梁抗震概念設計應考慮的基本因素36
3.4.1 地震與橋梁抗震36
3.4.2 不同橋型的抗震原則37
3.4.3 常用減隔震裝置38
3.4.4 橋梁減隔震技術的現狀及發展趨勢43
3.4.5 減隔震技術的適用條件及特殊要求46
3.4.6 常用減隔震裝置在國內外橋梁中的應用46
3.5 高烈度地震區大跨度橋梁的抗震概念設計50
3.5.1 大跨度橋梁抗震概念設計總體要求50
3.5.2 大跨度橋梁抗震概念設計原則51
3.5.3 大跨度橋梁抗震概念設計方法52
3.6 本章小結54
參考文獻54
第4章 大跨度橋梁動力分析模型與地震反應分析方法56
4.1 動力分析模型建立基本要求56
4.2 瑞利阻尼使用方法56
4.3 黏滯阻尼器與衝擊傳遞裝置的分析模型61
4.4 摩擦擺減隔震支座分析模型63
4.5 金屬阻尼器的分析模型64
4.6 彈塑性梁柱單元65
4.7 大跨度橋梁地震反應分析方法67
4.7.1 地震反應分析的實用性67
4.7.2 反應譜分析方法68
4.7.3 時程分析方法69
4.7.4 彈性地震反應分析方法71
4.7.5 彈塑性地震反應分析方法72
4.8 本章小結72
參考文獻72
第5章 大跨度橋梁地震動及其輸入模式74
5.1 引言74
5.1.1 地震動與結構抗震設計理論74
5.1.2 靜力理論階段74
5.1.3 反應譜理論階段75
5.1.4 動力理論階段75
5.1.5 基於性能抗震設計思想75
5.1.6 地震動加速度記錄的來源76
5.2 地震動參數及其特性77
5.2.1 地震動特性及其影響因素77
5.2.2 近場地震動特性78
5.2.3 地震動的空間變化特性80
5.3 國內外規範中地震動輸入的一般規定81
5.3.1 公路橋梁抗震設計細則81
5.3.2 城市橋梁抗震設計規範82
5.3.3 鐵路工程抗震設計規範83
5.3.4 日本鐵道抗震設計規範83
5.3.5 歐洲橋梁抗震設計規範83
5.3.6 建筑結構抗震設計規範85
5.4 算例分析85
5.4.1 基本參數85
5.4.2 行波效應影響分析87
5.4.3 強震記錄的影響分析92
5.4.4 近場地震動效應影響分析95
5.4.5 地震動輸入方式影響分析99
5.5 本章小結103
參考文獻103
第6章 大跨度橋梁的抗震性能指標及抗震驗算105
6.1 抗震性能指標及其確定原則105
6.1.1 地震破壞類型與性能指標105
6.1.2 應變、曲率及位移指標105
6.1.3 損傷指數指標106
6.2 鋼筋混凝土橋墩的抗震性能指標108
6.2.1 鋼筋混凝土橋墩的性能水準及其量化108
6.2.2 鋼筋混凝土墩柱的試驗研究113
6.2.3 大跨度橋梁鋼筋混凝土橋墩的性能指標118
6.3 鋼管混凝土拱肋的抗震性能指標119
6.3.1 鋼管混凝土墩柱的試驗研究119
6.3.2 鋼管截面全過程分析125
6.3.3 鋼管混凝土拱肋的性能水準及其量化129
6.4 鋼橋墩的抗震性能指標132
6.4.1 鋼橋墩柱的地震破壞132
6.4.2 國內外規範的規定133
6.4.3 鋼橋墩的抗震性能指標135
6.5 抗震驗算136
6.6 本章小結136
參考文獻136
第7章 斜拉橋橋塔非線性抗震性能139
7.1 動力分析模型139
7.1.1 基本數據139
7.1.2 索塔模擬140
7.1.3 拉索模擬方法141
7.1.4 成橋狀態模擬141
7.1.5 主梁、橋墩及邊界連接模擬142
7.1.6 模型驗證143
7.2 地震動輸入143
7.3 斜拉橋的增量動力分析144
7.3.1 增量動力分析方法144
7.3.2 增量動力分析曲線及結果分析145
7.4 抗震對策151
7.5 本章小結153
參考文獻154
第8章 橫梁屈服對斜拉橋橫向地震反應的影響156
8.1 動力分析模型156
8.1.1 基本分析數據156
8.1.2 結構有限元分析模型156
8.2 地震動輸入158
8.3 橫梁的能力與需求比158
8.4 橫梁屈服對橫橋向抗震性能的影響159
8.4.1 橫梁塑性行為的模擬159
8.4.2 考慮橫梁屈服的地震反應分析159
8.5 本章小結163
參考文獻164
第9章 斜拉橋拉索地震反應分析165
9.1 工程背景166
9.2 有限元分析模型和地震動輸入166
9.2.1 有限元分析模型166
9.2.2 地震動輸入168
9.3 斜拉索地震反應169
9.3.1 無阻尼器工況下的拉索地震反應169
9.3.2 有阻尼器工況下的拉索地震反應170
9.4 本章小結172
參考文獻173
第10章 大跨度鋼管混凝土拱橋非線性抗震性能174
10.1 地震反應分析模型建立174
10.2 模型驗證175
10.3 橫撐屈服對大跨度鋼管混凝土拱橋抗震性能的影響175
10.4 大跨度鋼管混凝土拱橋拱肋的增量動力分析177
10.5 本章小結181
參考文獻181
第11章 藏木雅魯藏布江大橋抗震設計182
11.1 工程概況及抗震設防目標182
11.1.1 工程概況182
11.1.2 抗震設防目標183
11.2 抗震概念設計183
11.2.1 主要構件的抗震概念設計183
11.2.2 次要構件的抗震概念設計184
11.3 有限元模型及動力特性184
11.4 行波效應分析186
11.5 三向地震動輸入分析186
11.6 抗震性能驗算188
11.7 本章小結189
參考文獻189
第12章 超長聯大跨度連續梁橋抗震設計191
12.1 工程概況191
12.2 抗震設防標準與性能目標192
12.3 減隔震設計192
12.3.1 隔震支座布置方案及主要設計參數193
12.3.2 阻尼器的布置方案及主要設計參數194
12.4 減隔震效果分析194
12.4.1 動力分析模型194
12.4.2 地震動輸入195
12.4.3 結果及其分析195
12.5 抗震性能驗算199
12.6 支座抗剪螺栓設計200
12.7 本章小結200
參考文獻200
附錄 大跨度斜拉橋中黏滯阻尼器的阻尼常數C的確定方法202
前言
第1章 大跨度橋梁的抗震設防標準及性能目標1
1.1 國內外研究現狀及發展趨勢1
1.2 重現期與設計地震加速度4
1.2.1 重現期與超越概率4
1.2.2 超越概率與設計地震加速度5
1.3 B類工程的多遇地震重現期5
1.4 A類工程的地震設防標準6
1.5 抗震性能目標8
1.6 本章小結11
參考文獻11
第2章 大跨度橋梁的典型震害及其分析13
2.1 大跨度拱橋的震害13
2.2 大跨度斜拉橋的震害18
2.3 大跨度懸索橋的震害22
2.4 本章小結23
參考文獻24
第3章 大跨度橋梁的抗震概念設計25
3.1 抗震概念設計的意義25
3.2 國內外規範中的一般規定26
3.2.1 歐洲抗震設計規範26
3.2.2 我國鐵路工程抗震設計規範28
3.2.3 我國公路橋梁抗震設計細則29
3.2.4 我國城市橋梁抗震設計規範30
3.3 抗震概念設計的經典案例32
3.3.1 希臘裡奧-安托裡恩大橋33
3.3.2 蘇通大橋主航道橋34
3.3.3 美國奧克蘭海灣新橋35
3.4 大跨度橋梁抗震概念設計應考慮的基本因素36
3.4.1 地震與橋梁抗震36
3.4.2 不同橋型的抗震原則37
3.4.3 常用減隔震裝置38
3.4.4 橋梁減隔震技術的現狀及發展趨勢43
3.4.5 減隔震技術的適用條件及特殊要求46
3.4.6 常用減隔震裝置在國內外橋梁中的應用46
3.5 高烈度地震區大跨度橋梁的抗震概念設計50
3.5.1 大跨度橋梁抗震概念設計總體要求50
3.5.2 大跨度橋梁抗震概念設計原則51
3.5.3 大跨度橋梁抗震概念設計方法52
3.6 本章小結54
參考文獻54
第4章 大跨度橋梁動力分析模型與地震反應分析方法56
4.1 動力分析模型建立基本要求56
4.2 瑞利阻尼使用方法56
4.3 黏滯阻尼器與衝擊傳遞裝置的分析模型61
4.4 摩擦擺減隔震支座分析模型63
4.5 金屬阻尼器的分析模型64
4.6 彈塑性梁柱單元65
4.7 大跨度橋梁地震反應分析方法67
4.7.1 地震反應分析的實用性67
4.7.2 反應譜分析方法68
4.7.3 時程分析方法69
4.7.4 彈性地震反應分析方法71
4.7.5 彈塑性地震反應分析方法72
4.8 本章小結72
參考文獻72
第5章 大跨度橋梁地震動及其輸入模式74
5.1 引言74
5.1.1 地震動與結構抗震設計理論74
5.1.2 靜力理論階段74
5.1.3 反應譜理論階段75
5.1.4 動力理論階段75
5.1.5 基於性能抗震設計思想75
5.1.6 地震動加速度記錄的來源76
5.2 地震動參數及其特性77
5.2.1 地震動特性及其影響因素77
5.2.2 近場地震動特性78
5.2.3 地震動的空間變化特性80
5.3 國內外規範中地震動輸入的一般規定81
5.3.1 公路橋梁抗震設計細則81
5.3.2 城市橋梁抗震設計規範82
5.3.3 鐵路工程抗震設計規範83
5.3.4 日本鐵道抗震設計規範83
5.3.5 歐洲橋梁抗震設計規範83
5.3.6 建筑結構抗震設計規範85
5.4 算例分析85
5.4.1 基本參數85
5.4.2 行波效應影響分析87
5.4.3 強震記錄的影響分析92
5.4.4 近場地震動效應影響分析95
5.4.5 地震動輸入方式影響分析99
5.5 本章小結103
參考文獻103
第6章 大跨度橋梁的抗震性能指標及抗震驗算105
6.1 抗震性能指標及其確定原則105
6.1.1 地震破壞類型與性能指標105
6.1.2 應變、曲率及位移指標105
6.1.3 損傷指數指標106
6.2 鋼筋混凝土橋墩的抗震性能指標108
6.2.1 鋼筋混凝土橋墩的性能水準及其量化108
6.2.2 鋼筋混凝土墩柱的試驗研究113
6.2.3 大跨度橋梁鋼筋混凝土橋墩的性能指標118
6.3 鋼管混凝土拱肋的抗震性能指標119
6.3.1 鋼管混凝土墩柱的試驗研究119
6.3.2 鋼管截面全過程分析125
6.3.3 鋼管混凝土拱肋的性能水準及其量化129
6.4 鋼橋墩的抗震性能指標132
6.4.1 鋼橋墩柱的地震破壞132
6.4.2 國內外規範的規定133
6.4.3 鋼橋墩的抗震性能指標135
6.5 抗震驗算136
6.6 本章小結136
參考文獻136
第7章 斜拉橋橋塔非線性抗震性能139
7.1 動力分析模型139
7.1.1 基本數據139
7.1.2 索塔模擬140
7.1.3 拉索模擬方法141
7.1.4 成橋狀態模擬141
7.1.5 主梁、橋墩及邊界連接模擬142
7.1.6 模型驗證143
7.2 地震動輸入143
7.3 斜拉橋的增量動力分析144
7.3.1 增量動力分析方法144
7.3.2 增量動力分析曲線及結果分析145
7.4 抗震對策151
7.5 本章小結153
參考文獻154
第8章 橫梁屈服對斜拉橋橫向地震反應的影響156
8.1 動力分析模型156
8.1.1 基本分析數據156
8.1.2 結構有限元分析模型156
8.2 地震動輸入158
8.3 橫梁的能力與需求比158
8.4 橫梁屈服對橫橋向抗震性能的影響159
8.4.1 橫梁塑性行為的模擬159
8.4.2 考慮橫梁屈服的地震反應分析159
8.5 本章小結163
參考文獻164
第9章 斜拉橋拉索地震反應分析165
9.1 工程背景166
9.2 有限元分析模型和地震動輸入166
9.2.1 有限元分析模型166
9.2.2 地震動輸入168
9.3 斜拉索地震反應169
9.3.1 無阻尼器工況下的拉索地震反應169
9.3.2 有阻尼器工況下的拉索地震反應170
9.4 本章小結172
參考文獻173
第10章 大跨度鋼管混凝土拱橋非線性抗震性能174
10.1 地震反應分析模型建立174
10.2 模型驗證175
10.3 橫撐屈服對大跨度鋼管混凝土拱橋抗震性能的影響175
10.4 大跨度鋼管混凝土拱橋拱肋的增量動力分析177
10.5 本章小結181
參考文獻181
第11章 藏木雅魯藏布江大橋抗震設計182
11.1 工程概況及抗震設防目標182
11.1.1 工程概況182
11.1.2 抗震設防目標183
11.2 抗震概念設計183
11.2.1 主要構件的抗震概念設計183
11.2.2 次要構件的抗震概念設計184
11.3 有限元模型及動力特性184
11.4 行波效應分析186
11.5 三向地震動輸入分析186
11.6 抗震性能驗算188
11.7 本章小結189
參考文獻189
第12章 超長聯大跨度連續梁橋抗震設計191
12.1 工程概況191
12.2 抗震設防標準與性能目標192
12.3 減隔震設計192
12.3.1 隔震支座布置方案及主要設計參數193
12.3.2 阻尼器的布置方案及主要設計參數194
12.4 減隔震效果分析194
12.4.1 動力分析模型194
12.4.2 地震動輸入195
12.4.3 結果及其分析195
12.5 抗震性能驗算199
12.6 支座抗剪螺栓設計200
12.7 本章小結200
參考文獻200
附錄 大跨度斜拉橋中黏滯阻尼器的阻尼常數C的確定方法202
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