摘 要

随着社会的发展，桥梁结构越来越多的被应用于各种复杂地形，然而我国是一个多震国家，地震对桥梁结构，特别是桥墩部分的破坏十分巨大，因此对在地震下延性桥墩的抗剪承载力进行分析便显得十分重要。

本毕业论文主要针对延性桥墩抗剪承载力计算方法进行研究，首先介绍了桥梁抗震的基本思想和原则，然后针对常规桥梁的桥墩，分析总结国内外抗震规范桥墩的抗剪计算方法，国外主要有Priestley公式，ATC-32公式，Caltrans公式以及日本的公路桥梁抗震规范（JRA）公式，国内大多采用的是《公路桥梁抗震设计细则》里的桥墩抗剪公式，通过改变桥墩参数比较分析延性桥墩合理的抗剪承载力，并讨论桥墩抗剪承载力的影响因素以及加强措施，为桥梁桥墩的抗震设计提供理论参考。

关键词：延性桥墩；桥梁抗震；抗剪承载力；抗震性能

Abstract

With the development of society, more and more bridge structures are applied to various complex terrains. However, China is a multi-seismic country. The earthquake damages the bridge structure, especially the part of the pier. Therefore, the piercing pier under the earthquake The analysis of the shear capacity is very important.

This thesis mainly studies the calculation method of the shear capacity of ductile piers. Firstly, it introduces the basic ideas and principles of bridge seismic resistance. Then, it analyzes and summarizes the anti-seismic methods of seismic piers at home and abroad for the bridge piers of conventional bridges. The Priestley formula, the ATC-32 formula, the Caltrans formula, and the calculation formula for the pier shear capacity of the highway bridge seismic code in Japan. The domestic formula is the calculation formula in the Seismic Design Rules for Highway Bridges. It is reasonable to analyze the piercing piers by changing the parameters of the piers. The shear capacity of the pier and the influencing factors of the shear capacity of the pier and the strengthening measures are provided to provide a theoretical reference for the seismic design of the bridge pier.

Key words：Ductile pier; seismic resistance of bridge; shear capacity; seismic performance

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究目的 1

1.4 研究内容 2

第2章 桥墩设计及破坏类型 3

2.1 桥墩设计原则 3

2.1.1 施工技术科学 3

2.1.2 基础结构安全 3

2.1.3 适用年限长久 3

2.1.4 投资费用合理 3

2.1.5 其他次要原则 4

2.2 桥墩类型介绍 4

2.2.1 实体式桥墩 4

2.2.2 薄壁墩和空心桥墩 5

2.2.3 柱式桥墩 6

2.2.4 柔性排架桩墩 6

2.2.5 框架墩 7

2.3 桥墩破坏形式 7

2.3.1 弯曲破坏 7

2.3.2 剪切破坏 8

2.3.3 支座破坏 8

第3章 抗震设计防护原则 9

3.1 桥墩承受荷载组合 9

3.2 能力保护原则 9

3.2.1 能力设计概念 9

3.2.2 能力设计应用 10

第4章 桥墩抗剪承载力计算 12

4.1 国外研究抗震理论历史 12

4.2 桥墩抗剪设计承载力 15

4.3 各国桥墩抗剪能力公式 15

4.3.1 Priestley公式 16

4.3.2 ATC-32公式 18

4.3.3 Caltrans公式 19

4.3.4 日本公路桥梁抗震规范的桥墩抗剪能力计算公式 21

4.3.5 中国公路桥梁抗震设计细则公式 22

4.4各国公式实例计算比较 23

4.4.1 矩形实心桥墩计算 23

4.4.2 圆形实心桥墩计算 30

4.4.3 矩圆形墩柱结果对比及分析 34

第5章 影响桥墩抗剪承载力的因素分析 36

5.1 公式拆分对比分析 36

5.2 影响因素概况 36

5.2.1各影响因素对各公式计算抗剪承载力的影响 37

5.2.2 结果分析 40

第6章 结论与展望 42

6.1 结论 42

6.2 展望 42

参考文献 44

致谢 46

绪论

1.1研究背景

我国国土范围辽阔,地形复杂多样,传统的道路结构无法满足人们的出行要求和大型运输,桥梁作为在复杂地形通行必不可少的道路结构早已成为人们社会生活中的不可缺少的部分。目前各国建造桥梁都有向超高超重超长的方向发展，2018年年底建成通车的港珠澳大桥更是以其超长的跨海长度，极难的施工技术闻名世界。桥梁的主要承重结构——桥墩在设计时不仅要考虑上部结构的自重和车辆及人群荷载，侧向的风荷载，在特殊地段比如河流海洋还要考虑水流冲击荷载和漂流物撞击荷载，在地震区尚需考虑地震荷载，这对桥墩的强度和稳定性提出了更高的要求。

从地理位置来看，我国处于环太平洋地震带和欧亚地震带之间,由于太平洋板块,菲律宾板块和印度洋板块的挤压运动,我国地震发生次数十分频繁,主要发生在西南、 西北、东南、东北和台湾地区。我国的地震具有活动频率高,地震强度大,波及范围广,地震震源浅的特点。然而根据这些年的桥梁抗震实际表现来说,桥梁的抗震设计仍然有需要考虑的地方,如2008年发生的汶川地震,被破坏的桥梁多达6140多座,铁路,公路，隧道以及桥梁等各种基础设施破坏导致的直接经济损失达680亿元,其中受损最严重的就是桥梁结构，因此对桥墩的抗震性能分析尤为重要。

延性是相对于脆性而言，在抗震设计中，延性结构由于结构在地震中虽然已经达到了屈服强度但自身结构尚未完全破坏且仍然具有承载力的特点，目前已经被各国在设计中所采用，所以本文针对延性桥墩做地震下抗剪承载力的分析与计算。