三重摩擦摆支座应用于小半径曲线梁桥的减震性能分析

发布时间：2020-06-26 11:24

【摘要】：在我国道路交通工程中,小半径曲线梁桥的应用越来越广泛,但因该类桥自身独特的结构特性导致其在地震作用下破坏较为严重。因此,对于这类桥梁进行地震响应及其减隔震研究具有重要意义。本文以西宁市湟水路(柴达木路-昆仑大道)高架桥A匝道大桥中的第四联为工程背景,研究三重摩擦摆支座(TFPS)应用在曲线梁桥上的减隔震效果,并与高阻尼橡胶支座(HDR)应用在该桥上的减震效果进行对比分析。本文的研究工作包括以下几方面:(1)结合相关文献,总结了桥梁震害的主要形式,曲线梁桥和三重摩擦摆支座的研究现状。详细介绍了三重摩擦摆支座的基本构造、工作机理、力学模型以及在Midas/Civil有限元软件中关于该支座单元的模拟方法、相关参数的计算方法。(2)基于实际工程背景,利用Midas/Civil有限元软件建立了一小半径曲线梁桥的有限元模型,分析了该桥的自振特性。(3)选取A9和A12两桥墩连线方向为X轴0°方向,垂直于该方向为Y方向。将三条地震波(El-Centro波、San Fernando波和Taft波)按照两个正交方向同时逆时针依次增加20°、40°、60°、80°、100°、120°、140°和160°共九个方向进行输入,计算曲线梁桥的时程响应,以A11墩的墩底剪力、墩底弯矩和A11墩墩顶主梁位移作为响应参数来对比分析地震波不同输入角度下地震响应的差异和不同地震波对该桥最不利地震动输入角度的影响,并最终确定了该桥的最不利地震动输入方向。(4)将该三条地震波的峰值加速度依次调整为0.1g、0.2g、0.3g、0.4g和0.5g,以上述确定的最不利地震动输入方向作为该部分研究内容的地震动输入方向来研究该桥在分别设置三重摩擦摆支座和高阻尼橡胶支座时的地震响应。通过A11墩墩底剪力、弯矩、扭矩,A11墩墩顶位移,A11墩墩顶主梁位移等响应参数及其减震率和响应参数A11墩墩顶与主梁相对位移来比较两种隔震装置在不同地震波及不同峰值加速度下对该曲线梁桥的减隔震效果,综合评价两种支座对该桥的隔震性能的影响。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U442.55
【图文】：

震害,上部结构

桥梁工程是一条重要的生命线工程，它不仅影响着国家交通、经济和社会的发展，而且还关系到人民的生命财产安全。全球范围内已发生的大地震表明，地震时桥梁往往会遭到严重的破坏，造成的直接经济损失无法估量。桥梁如果在地震中受损且无法得到快速修复，这样不仅会延误救灾行动，造成巨大的生命财产损失，同时还会滞后灾后重建工作，引发更为严重的社会问题。从国内外所发生的大地震的统计分析中可以看出，桥梁震害主要有如下几种形式[6-12]：（1）上部结构震害对于梁桥，地震所造成的上部结构的破坏主要为梁体在伸缩缝处的位移和局部损伤。如果梁体和墩台的相对位移大于从梁端到盖梁边缘的距离时，就会发生落梁。当相邻两联之间或墩梁之间的振动特性差异太大时，就会发生非同相振动。此时，如果相邻两联梁体的相对位移大于伸缩缝宽度时，将会导致纵向碰撞的发生；如果墩梁横向相对位移大于横向预留宽度时，将会导致横向碰撞的发生。碰撞的发生不仅可能会造成梁体的局部破坏、伸缩缝的损坏或挡块的破坏，还可能会由于撞击导致墩梁相对位移和墩柱的内力需求的增加。

震害,支座

兰州交通大学硕士学位论文（2）支座震害在地震发生后，桥梁支座遭到破坏的现象非常常见。支座在地震中的破坏形式包括活动支座发生移位、锚栓拔出或剪断、脱落等。当支座发生倾倒、脱落、移位等损坏现象后，导致桥梁结构中力的传递方式发生改变，这将会造成支座下垫石混凝土被压碎，从而对结构其他部位抗震性能产生影响，进一步加重了震害。

【参考文献】