连续梁桥铅芯橡胶支座参数的优化设计研究

发布时间：2017-09-17 22:42

  本文关键词：连续梁桥铅芯橡胶支座参数的优化设计研究

  更多相关文章： 连续梁桥 铅芯橡胶支座 优化设计 屈服重力比 刚度比

【摘要】：减、隔震技术是20世纪60年代出现的,目前已经应用在了大量桥梁结构的抗震设计。与传统的抗震设计方法相比,如延性抗震设计,采用减隔震设计的结构可以很大程度地减小作用于结构上的地震力,甚至可以使结构在遭遇与设防烈度相当的地震作用时仍然处于弹性状态;当造价相等时,减隔震设计可以达到更高的抗震性能。铅芯橡胶支座由于制作简单、安装便利,被认为是一种较为理想的减隔震装置。大量实验表明,铅芯橡胶支座的模型可以由屈服力、屈服前刚度、屈服后刚度三个参数控制;选择合理的铅芯橡胶支座参数,可以最大限度地减小作用于桥梁结构的地震作用,否则桥梁结构的抗震性能不仅不会得到提高,反而可能因为地震动的不确定性使得桥梁结构产生更加严重的破坏。如何正确选用减隔震装置的动力参数是减小地震反应的关键所在,从而使结构的地震力和位移都达到理想的效果,该问题还需要更加深入的研究。本文对连续梁桥铅芯橡胶支座的优化设计进行了研究,主要包括以下内容:1.介绍了选题的背景、研究意义和国内外关于桥梁减隔震优化设计的研究现状,并指出本文主要研究桥梁结构参数(桥墩刚度、上部结构均布质量)与支座参数之间的关系。2.采用人工地震动输入,以Ⅰ类、Ⅱ类场地的设计谱为目标拟合生成了3条人工地震动。3.建立了一座3跨连续梁桥的计算模型,改变上部结构的均布质量、桥墩刚度和支座参数,共有1080个工况。分别输入Ⅰ类、Ⅱ类场地下的3条人工地震动,计算得到各个工况下的墩底剪力、墩底弯矩、墩梁相对位移。4.拟定优化标准:墩梁相对位移限值为150mm、地震力越小越好。给出了各个工况下的墩底剪力、墩底弯矩、墩梁相对位移随屈服重力比变化的曲线,通过分析得到了屈服重力比的优化值;给出了墩梁相对位移与刚度比的曲线,通过拟合得到了它们之间的计算公式,由位移限值计算得到了刚度比最优值。5.改变设计谱峰值,再进行地震动输入,得到了不同峰值下的最优屈服重力比、刚度比;探讨了设计谱峰值与刚度比最优值、设计谱峰值与上部结构均布质量和设计谱峰值与桥墩刚度之间的关系。
【关键词】：连续梁桥 铅芯橡胶支座 优化设计 屈服重力比 刚度比
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U443.361
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 选题的背景及意义9-10
• 1.1.1 选题背景9
• 1.1.2 选题意义9-10
• 1.2 隔震系统的工作原理10-11
• 1.3 隔震系统的装置与组成11-15
• 1.3.1 隔震系统的组成11-12
• 1.3.2 常用的减隔震装置12-15
• 1.4 铅芯橡胶支座优化设计的研究现状15-17
• 1.5 本文研究的内容17-19
• 第二章 桥梁模型的建立和地震动输入的选择19-37
• 2.1 铅芯橡胶支座的模型19-26
• 2.2 桥梁结构计算参数26-28
• 2.3 地震动输入的选取28-31
• 2.4 人工地震动的生成31-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 铅芯橡胶支座优化参数的确定37-47
• 3.1 桥梁结构地震响应分析37-39
• 3.2 铅芯橡胶支座屈服力的确定39-42
• 3.3 支座屈服前刚度的确定42-44
• 3.4 本章小结44-47
• 第四章 不同桥梁工况下支座优化参数的确定47-61
• 4.1 设计谱峰值与刚度比的拟合47-49
• 4.2 上部结构均布质量与刚度比最优值的拟合49-54
• 4.3 桥墩刚度与刚度比最优值的拟合54-58
• 4.4 不同工况下刚度比最优值的确定58-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 本文工作总结61-62
• 5.2 今后工作展望62-63
• 附录63-65
• 参考文献65-67
• 致谢67-68
• 作者简介68
• 攻读硕士期间参与的科研项目68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱玉华,吕西林,冯德民;铅芯橡胶支座性能试验对比研究[J];建筑结构;2003年08期

2 吴彬,庄军生,臧晓秋;铅芯橡胶支座等效线性分析模型参数的研究[J];中国安全科学学报;2003年08期

3 吴彬,庄军生,臧晓秋;铅芯橡胶支座的非线性动态分析力学参数试验研究[J];工程力学;2004年05期

4 江海波,廖蜀樵;铅芯橡胶支座隔震效果分析[J];城市轨道交通研究;2005年03期

5 陈云信;;铅芯橡胶支座的研究现状与展望[J];现代机械;2005年06期

6 赵士良;;铅芯橡胶支座在桥梁隔震中的应用研究[J];山东交通科技;2006年03期

7 叶志雄;李黎;聂肃非;江宜城;;铅芯橡胶支座非线性动态特性的显式有限元分析[J];工程抗震与加固改造;2006年06期

8 魏德敏;仝运来;;考虑轴向效应的铅芯橡胶支座模型[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年10期

9 李亮;;铅芯橡胶支座对连续箱梁结构抗震性能的影响[J];工程与建设;2008年03期

10 朱玉华;胥玉祥;黄海荣;;多铅芯橡胶支座力学性能研究综述[J];低温建筑技术;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 王丽;闫贵平;闫志刚;;铅芯橡胶支座桥梁减震设计与分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年

2 陈兴冲;;铅芯橡胶支座桥梁的隔震分析[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集（下册）[C];1998年

3 曾攀;闫贵平;曲经建;;铅芯橡胶支座动力特性模拟及其对梁桥地震响应的减震效果分析[A];计算机在土木工程中的应用——第十届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2000年

4 吴彬;;地震作用下铅芯橡胶支座对简支梁桥的减振特性研究[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年

5 马坤全;;铅芯橡胶支座在铁路桥梁抗震中的应用研究[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 吴彬;铅芯橡胶支座力学性能及其在桥梁工程中减、隔震应用的研究[D];铁道部科学研究院;2003年

2 赵国辉;公路桥梁减隔震装置力学参数研究[D];长安大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张玉宝;使用铅芯橡胶支座的斜交梁桥地震响应特性分析[D];山东建筑大学;2015年

2 辛伟;多向受力状态下铅芯橡胶支座力学性能试验研究[D];郑州大学;2015年

3 刘洪伟;滚动摩擦支座与铅芯橡胶支座的组合系统隔震效果研究[D];山东建筑大学;2015年

4 赵晓帆;连续梁桥抗震铅芯橡胶支座非线性化模型三参数分析研究[D];长安大学;2016年

5 游川;曲线桥地震碰撞响应及防撞限位措施研究[D];重庆大学;2016年

6 沈国锋;连续梁桥铅芯橡胶支座参数的优化设计研究[D];中国地震局工程力学研究所;2016年

7 翟延峰;铅芯橡胶支座在不同墩高铁路桥梁中减隔震研究[D];北京交通大学;2009年

8 赵建辉;铅芯橡胶支座设计参数精细化研究[D];长安大学;2012年

9 罗列;铅芯橡胶支座隔震桥梁双向地震响应分析[D];华东交通大学;2009年

10 陈云信;桥梁减隔震支座的有限元分析[D];华中科技大学;2006年

，

本文编号：871818