带间隙E型钢阻尼支座对大跨连续梁桥的减隔震效应研究

发布时间：2020-05-25 15:03

【摘要】：随着经济发展和交通运输的需要,在铁路穿越河流、山谷时采用大跨连续梁桥已非常普遍。桥梁是整个交通系统的生命线工程,其抗震性能不仅关系到自身的安全还关系到震后抢险救援和灾后重建,对桥梁结构进行合理有效的减隔震设计具有重大意义。对于连续桥梁,尤其是高烈度地区的大跨连续梁桥,在减隔震设计中,在每个墩顶和梁底或者桥台和梁底之间都布置减隔震支座,这样可以有效控制桥梁的地震响应,并把所有桥墩的承载力充分发挥出来。然而当桥梁结构产生温度变形时,桥梁上部结构与桥墩之间以及桥梁上部结构和桥台之间产生相对位移,导致隔震支座产生一定的初始位移和初始力,甚至会使隔震支座的变形超过它的屈服位移,更容易进入极限状态,这必定会影响其抗震性能和使用寿命。此外,在环境温度升高降低往复过程中(尤其是大温差地区)钢阻尼器正位移负位移循环往复,易发生疲劳,这对其是非常不利的。本文针对这种问题在E型钢阻尼支座的基础上设计出一种带间隙的E型钢阻尼支座来控制桥梁的地震响应,并以某市域铁路桥梁减隔震研究为背景,通过ANSYS建模分析这种减隔震支座的减隔震性能,具体研究内容如下:(1)设计了一种带滑移间隙的E型钢阻尼支座,给出了其构造形式,分析了作用机理,建立了力学模型,最后确定了带间隙E型钢阻尼支座的参数。(2)通过有限元软件ANSYS分别建立了采用E型钢阻尼支座和带间隙E型钢阻尼支座进行顺桥向减隔震的桥梁模型。所建立模型考虑了桩土的相互作用,并在桥梁墩底设置塑性铰模拟其可能进入的非线性。模拟桥梁上部结构在有温度变化的情况下全桥的初始变形状态,选用取符合其场地条件的三条非脉冲型地震波进行顺桥向激励,分析两种隔震支座的减隔震效应。(3)选用取符合其场地条件的三条脉冲型地震波进行顺桥向激励,分析所设计的带间隙E型钢阻尼支座在脉冲型地震作用下的减隔震效应。
【图文】：

减隔震技术利用上述两个基本规律，在结构某些位置设置柔性装置降低结构自身频率，从而远离大量地震能量集中的频率范围，达到减小结构动力响应的目的[7]，如图 1-1 所示。但是结构变柔会导致结构位移和变形增大，这给结构设计带来困难，为了解决这一难题，在结构特定位置引入阻尼装置，不仅可以消耗地震能量，，还可以使结构位移和变形不会过大，如图 1-2 所示。

减隔震技术利用上述两个基本规律，在结构某些位置设置柔性装置降低结构自身频率，从而远离大量地震能量集中的频率范围，达到减小结构动力响应的目的[7]，如图 1-1 所示。但是结构变柔会导致结构位移和变形增大，这给结构设计带来困难，为了解决这一难题，在结构特定位置引入阻尼装置，不仅可以消耗地震能量，还可以使结构位移和变形不会过大，如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55

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本文编号：2680327