摇摆自复位桥梁防震结构--理论、方法与实践

本书全面系统地阐述了摇摆桥梁抗震设计的理论与方法。全书共10章，首先概述了摇摆桥梁结构的发展历程，介绍了摇摆自复位桥梁防震结构的工作机理，接着重点介绍了摇摆桥梁二维、三维及摇摆双层桥梁框架墩的动力响应分析方法与地震反应分析，最后深入探讨了摇摆防震桥梁结构的地震易损性、摇摆桥梁抗震设计方法及其工程应用。

目录
前言
第1章 摇摆桥梁结构发展概况 1
1.1 引言 1
1.2 摇摆结构起源及在桥梁工程中的应用 2
1.3 摇摆桥梁结构研发及试验研究 4
1.3.1 预应力摇摆桥墩 4
1.3.2 消能预应力摇摆桥墩 5
1.3.3 基础摇摆 8
1.4 摇摆桥梁结构分析方法 9
1.4.1 摇摆桥墩承载能力分析方法 9
1.4.2 摇摆桥墩动力行为分析方法 11
1.5 抗震设计方法 14
参考文献 15
第2章 摇摆自复位桥梁防震结构工作机理 22
2.1 摇摆桥梁体系构造 22
2.2 摇摆桥梁工作机理和极限状态 23
2.2.1 摇摆桥梁工作机理 23
2.2.2 摇摆桥梁极限状态 23
2.3 摇摆桥墩承载能力分析 25
2.3.1 预应力摇摆桥墩分析模型 25
2.3.2 消能预应力摇摆桥墩分析模型 27
2.4 摇摆双柱式桥墩拟静力试验 28
2.4.1 试验概况 28
2.4.2 试验现象 31
2.4.3 滞回行为 32
2.4.4 残余位移 33
2.4.5 预应力筋应力 33
2.4.6 受压区高度 34
2.5 分析模型验证 35
参考文献 38
第3章 摇摆桥梁二维动力响应分析方法 39
3.1 摇摆刚体二维动力分析模型 39
3.2 摇摆桥梁二维动力分析模型 41
3.2.1 自由摇摆桥墩结构体系 41
3.2.2 黏滞消能摇摆桥墩结构体系 43
3.2.3 预应力摇摆桥墩结构体系 46
3.2.4 屈服消能预应力摇摆桥墩结构体系 49
3.2.5 消能预应力摇摆桥梁改进动力分析模型 53
3.2.6 桥墩角速度折减系数 55
3.3 摇摆自复位桥梁振动台试验 58
3.3.1 振动台试验设计 58
3.3.2 振动台试验加载制度 63
3.3.3 结构整体响应与损伤状态 64
3.3.4 加速度与位移响应 66
3.3.5 摇摆界面开口与受压区高度 67
3.4 分析模型验证 69
参考文献 72
第4章 摇摆桥梁二维地震反应分析 75
4.1 摇摆双柱式桥墩结构体系地震反应 75
4.1.1 工程概况及地震动选取 75
4.1.2 自由摇摆双柱式桥墩结构体系 79
4.1.3 黏滞消能摇摆双柱式桥墩结构体系 83
4.1.4 预应力摇摆双柱式桥墩结构体系 88
4.1.5 屈服消能预应力摇摆双柱式桥墩结构体系 93
4.2 摇摆双柱式桥墩结构体系抗倒塌能力 100
4.2.1 脉冲型地震动的数学模型 100
4.2.2 动力反应的无量纲化 104
4.2.3 倒塌加速度谱 106
参考文献 115
第5章 摇摆桥梁三维动力响应分析方法 117
5.1 摇摆单柱三维动力分析 117
5.1.1 摇摆单柱三维动力分析模型 117
5.1.2 摇摆碰撞能量折减 120
5.1.3 三维激励响应 122
5.2 摇摆桥梁三维动力分析 123
5.2.1 自由摇摆体系 123
5.2.2 预应力摇摆体系 125
5.2.3 消能预应力摇摆体系 127
5.3 摇摆桥梁地震稳定性分析 129
5.3.1 自由摇摆体系 129
5.3.2 预应力摇摆体系 131
5.3.3 消能预应力摇摆体系 133
5.4 摇摆自复位桥梁三维有限元分析方法 134
5.4.1 摇摆自复位桥梁三维有限元建模方法 134
5.4.2 摇摆自复位桥梁三维地震反应模拟及验证 145
参考文献 148
第6章 摇摆桥梁三维地震反应分析 150
6.1 摇摆自复位桥梁三维有限元模型 150
6.1.1 桥梁算例参数 150
6.1.2 地震动的选择与输入 155
6.2 摇摆自复位正交桥梁三维地震反应 156
6.2.1 桥墩连接方式的影响 156
6.2.2 输入地震动维数的影响 164
6.2.3 伸缩缝和横向间隙的影响 167
6.2.4 桩土相互作用的影响 170
6.3 摇摆自复位斜交桥梁三维地震反应 170
6.3.1 45°斜交桥梁地震反应 170
6.3.2 斜交角的影响 179
6.3.3 伸缩缝和横向间隙的影响 180
6.4 本章小结 181
参考文献 182
第7章 摇摆双层桥梁框架墩动力分析方法 184
7.1 摇摆双层桥梁框架墩结构体系 184
7.2 摇摆双层桥梁框架墩结构体系动力分析模型 185
7.2.1 自由摇摆结构体系动力分析模型 186
7.2.2 黏滞消能摇摆结构体系动力分析模型 190
7.2.3 预应力摇摆结构体系动力分析模型 194
7.2.4 屈服消能预应力摇摆结构体系动力分析模型 197
7.3 体系碰撞耗能模型 199
7.4 体系初始摇摆加速度 203
7.5 分析模型的求解与验证 204
7.5.1 分析模型的求解 204
7.5.2 分析模型的验证 206
参考文献 208
第8章 摇摆双层桥梁框架墩地震反应分析 212
8.1 摇摆双层桥梁框架墩地震响应 212
8.1.1 自由摇摆框架墩结构体系 213
8.1.2 黏滞消能摇摆框架墩结构体系 219
8.1.3 预应力摇摆框架墩结构体系 225
8.1.4 屈服消能预应力摇摆框架墩结构体系 231
8.2 摇摆双层桥梁框架墩抗倒塌能力 240
8.2.1 动力反应的无量纲化 240
8.2.2 倒塌加速度谱 243
参考文献 251
第9章 摇摆防震桥梁结构地震易损性分析 253
9.1 易损性分析方法 253
9.2 摇摆双柱式桥墩结构体系地震易损性分析 254
9.2.1 摇摆双柱式桥墩结构体系的极限状态 254
9.2.2 摇摆双柱式桥墩结构体系的易损性曲线 255
9.3 摇摆双层桥梁框架墩结构体系地震易损性分析 265
9.3.1 摇摆双层桥梁框架墩结构体系的极限状态 265
9.3.2 摇摆双层桥梁框架墩结构体系的易损性曲线 266
参考文献 276
第10章 摇摆桥梁抗震设计方法及工程应用 278
10.1 摇摆桥墩设计极限状态分析方法 278
10.1.1 消压极限状态 278
10.1.2 屈服极限状态 279
10.1.3 设计极限状态 279
10.1.4 残余位移 281
10.1.5 变形模式验算 282
10.2 摇摆桥梁抗震设计方法 283
10.2.1 基于性能的抗震设计方法简介 283
10.2.2 摇摆桥梁抗震性能目标 284
10.2.3 摇摆桥梁基于性能的抗震设计方法 285
10.3 我国首座摇摆桥梁工程应用 287
10.3.1 工程概况 287
10.3.2 设计标准与设计目标 288
10.3.3 设计与分析 289
10.3.4 工程建设概况 292
参考文献 294