减隔震桥梁抗震性能分析

发布时间：2017-03-28 22:06

  本文关键词：减隔震桥梁抗震性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的快速发展,水利、交通等工程中建造的桥梁越来越多。我国处在环太平洋地震带与亚欧大陆地震带之间,是全球大陆地区地震最活跃的地区之一。地震灾害给我国带来了巨大的损失,提高桥梁抗震性能就成为保证生命财产安全的一个重要课题。仅仅加强桥梁结构的强度刚度对桥梁抗震性能改善非常有限,而且加大桥梁强度会显著提高成本。安装减隔震装置能够明显提高桥梁的抗震性能而对总成本影响不大,在各种减隔震装置中铅芯橡胶支座广泛应用于桥梁抗震设计。研究铅芯橡胶支座的结构形式对抗震性能的影响就十分必要。地震作用下,落梁破坏是桥梁破坏另一种常见形式。设置防落梁装置是防止落梁破坏的重要措施。本文主要研究内容包括：(1)根据铅芯橡胶支座的结构组成特点,建立有限元分析模型,研究铅芯橡胶支座抗震性能。研究了铅芯橡胶支座在不同铅芯直径、不同单层橡胶厚度、不同橡胶层数等条件下,获得的支座滞回曲线、应力状态,分析支座的抗震特性。(2)选定一减隔震简支桥梁,进行抗震性能分析。输入不同特性的地震波,分析铅芯橡胶支座参数与桥梁抗震性能之间的关系。建立不同支座布置条件下的桥梁模型,输入地震波,计算支座分布对桥梁抗震性能的影响。(3)桥梁在地震作用下,上部结构会产生位移,有时会发生落梁破坏。本文研究了桥梁在设置拉杆防落梁装置下,桥梁的抗震性能。分析了拉杆分布特点、拉杆参数对桥梁抗震特性的影响。通过计算分析知,铅芯橡胶支座的结构形式与减隔震效果关系密切,合理的支座结构能够明显改善桥梁的抗震性能。拉杆防落梁装置能够减小墩梁相对位移,有助于防止落梁事故发生。
【关键词】：滞回曲线 有限元分析 铅芯橡胶支座 防落梁装置
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状及发展11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 减隔震装置及防落梁系统14-20
• 1.3.1 常见的减隔震装置及选择14-17
• 1.3.2 防落梁系统的构成17-20
• 1.4 桥梁减隔震装置的基本原理20-21
• 1.5 本文的研究内容及安排21-23
• 2 桥梁抗震设计方法及有限元法23-32
• 2.1 桥梁抗震设计方法23-27
• 2.1.1 静力法23-24
• 2.1.2 反应谱法24-26
• 2.1.3 动态时程分析法26
• 2.1.4 随机振动法26-27
• 2.2 有限元方法27-31
• 2.2.1 创建几何模型28
• 2.2.2 网格划分28
• 2.2.3 构造插值函数28-29
• 2.2.4 建立运动方程29-30
• 2.2.5 求解运动方程30-31
• 2.2.6 导出结果31
• 2.3 小结31-32
• 3 减隔震桥梁支座抗震性能分析32-50
• 3.1 铅芯橡胶支座的力学模型32-38
• 3.1.1 铅芯的本构模型32-33
• 3.1.2 钢板的本构模型33-34
• 3.1.3 橡胶材料的本构模型34-38
• 3.1.4 铅芯橡胶支座的力学模型38
• 3.2 支座有限元模型的建立38-40
• 3.2.1 材料参数选定38-39
• 3.2.2 建立支座有限元模型39-40
• 3.3 支座有限元模型的计算40-41
• 3.4 支座有限元模型计算结果分析41-49
• 3.4.1 支座组成对滞回性能的影响41-46
• 3.4.2 支座组成对支座应力的影响46-49
• 3.5 小结49-50
• 4 减隔震桥梁抗震性能分析50-71
• 4.1 程概况及计算模型50-51
• 4.1.1 工程概况50
• 4.1.2 建立有限元模型50-51
• 4.2 减隔震支座对抗震性能的影响51-62
• 4.2.1 桥梁动力特性51
• 4.2.2 选取地震波51-53
• 4.2.3 未隔震与隔震桥梁对比53-56
• 4.2.4 屈服前刚度对抗震性能的影响56-58
• 4.2.5 屈服后刚度对抗震性能的影响58-60
• 4.2.6 支座设置对减隔震性能的影响60-62
• 4.3 拉杆式防落梁装置抗震性能的影响62-70
• 4.3.1 设置拉杆对桥梁抗震性能的影响62-65
• 4.3.2 拉杆参数对桥梁抗震性能的影响65-67
• 4.3.3 拉杆分布对桥梁抗震性能的影响67-70
• 4.4 小结70-71
• 5 结论与展望71-73
• 5.1 结论71-72
• 5.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 附录A W1、W2地震波下结构反应76-80
• 致谢80-81

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