李加武[1]2000年在《采用减震装置连续梁的振动台试验研究》文中提出本文首先回顾了数年来几次大地震给人类造成巨大灾害，引出了减震及减震研究的必要。桥梁震害导致的经济损失及引起的次生灾害尤为严重。其次，简要论述了桥梁减震理论。桥梁减震概括起来有阻尼减震和动力减震，它们殊途同归。再次，概括了随机振动试验方法和试验系统。随机振动试验在动力试验中日趋占据举足轻重的地位。而振动台却为人们进行随机振动试验的首选设备。还对西安公路交通大学测试分析中心的MTS试验机进行改造，形成本试验用的地震模拟振动台作了介绍。接着，对采用减震装置的连续梁模型进行振动台试验。最后，根据试验数据就墩高支承剪切刚度和阻尼三个因素对模型的梁和墩减震效果的影响进行分析。并给出几点对工程实践有一定参考价值的结论。
杨彦飞[2]2007年在《三维隔震桥梁结构的地震反应分析研究》文中进行了进一步梳理桥梁是城市生命线工程的重要组成部分，桥梁隔震技术对提高桥梁的抗震性能提供了一种有效的解决途径。国内外对桥梁隔震技术已有不少理论和试验研究，并且在国外的实际工程中得到了广泛的应用，而国内的应用却很少，但目前在多维地震作用及包括竖向在内的多维隔震技术方面的研究并不是很多。本文提出一种新型的桥梁三维隔震支座并对其进行相关的理论和试验研究，以及分析其对连续桥梁的水平和竖向隔震效果，研究支座参数、多向地震作用以及桥墩高度等因素对连续桥梁的地震反应及支座隔震效果的影响。本文的主要研究内容包括以下几个方面：(1)充分了解了隔震体系的基本原理和隔震装置的主要类型及性能，全面了解和掌握桥梁减隔震技术的发展历史和国内外研究现状，熟悉三维隔震技术的研究进展，提出本论文的主要研究内容。(2)隔震桥梁的动力响应特性及结构三维地震反应分析方法研究：一方面对隔震桥梁动力响应特性的影响因素进行了分析，从而得出了一些有意义的结论；另一方面提出了结构三维地震反应分析方法，即精确的频域地震反应分析和定性的随机地震反应分析方法，并介绍了几种常用的地震动随机模型。(3)根据三维隔震技术的原理，设计了一个能同时发生水平和竖向变形的厚层橡胶隔震支座，它是本文提出的桥梁三维隔震支座的重要组成部分。研究和探讨了厚层橡胶隔震支座的构造、力学性能特点及参数的计算模型和方法，并对传统的普通橡胶支座和铅芯橡胶支座以及新型的厚层橡胶隔震支座进行了系统的试验研究，对比分析试验数据可知厚层橡胶隔震支座的水平和竖向力学性能满足桥梁三维隔震支座的设计要求。(4)根据三维隔震技术的原理以及铅的物理及力学性能，首先提出并设计了一种同时具有水平及竖向耗能能力的异型铅阻尼器，研究和探讨了各组成部分的构造、力学性能特点及参数的计算模型和方法；然后阐述了试验方法和内容，通过分析试验数据归纳和概括了异型铅阻尼器的力学性能特点；最后通过试件的损伤状态分析给出了异型铅阻尼器的改进方案。(5)对应用三维隔震支座的连续梁桥进行仿真分析，基于刚性地基假定建立一座三跨连续梁桥三维有限元模型，首先分析了连续梁桥的动力特性；然后采用动力时程分析方法计算地震作用下桥梁各部位的结构响应，验证了三维隔震支座的水平和竖向隔震效果，研究了支座参数、多向地震作用及桥墩高度等因素对隔震效果的影响。研究结果表明，本文所提出的桥梁三维隔震支座具有良好的水平和竖向隔震效果；水平隔震效果随支座屈服前后刚度比的增大而增加；多向地震作用对三维隔震桥梁地震反应和支座的隔震效果均有所影响；随着桥墩高度的增大，水平隔震效果逐渐增加，但增加趋势逐渐平缓。本文提出的桥梁三维隔震支座及其设计分析方法，对于我国的竖向及三维隔震研究具有重要的发展意义。该支座构造简单，受力合理，造价较低，不仅可以用于建筑、桥梁等工程结构的三维隔震，还可以用于大型机械设备的竖向隔震，具有广阔的应用前景。
周大兴[3]2012年在《考虑土—结构相互作用大跨径连续梁桥抗震性能研究》文中研究说明地震工程实践表明，土—结构相互作用对结构的抗震性能有重要的影响，是桥梁震害的一个重要原因，而减震控制则是减轻结构地震反应的有效手段。有鉴于此，本文对考虑土—结构相互作用的大跨径连续梁桥抗震性能和减震控制问题进行了较为系统深入的研究，主要工作和成果包括如下几个方面。（1）考虑土—结构相互作用连续梁体系地震响应的参数影响分析。采用直接法在FLAC-3D中建立了桥梁和土体的整体分析模型。对比分析了土层的密度、泊松比、剪切波速和厚度，地震动加速度峰值以及结构刚度对连续梁桥地震响应的影响，并总结了相关规律。根据研究结果可知，若桥址所在地为II类、III类、IV类场地或者局部冲刷线以下5倍桩径深度内存在较大范围的剪切波速不大于200m/s的土层，且设防烈度不低于7度时，连续梁桥（D类桥梁除外）的抗震分析应考虑土-结构相互作用的影响。（2）考虑土—结构相互作用三种结构体系抗震性能的对比研究。在Midas/Civil中采用改良的Penzien模型建立了连续梁桥三种结构体系（连续梁、刚构连续组合和连续刚构）的简化分析模型。从高矮墩、墩形和行波效应三个方面对比了这三种结构体系的抗震性能。通过分析可知，在某一地震响应方面，高矮墩和墩形对不同结构体系的影响不同。同一结构体系中，高矮墩和墩形对不同地震响应的影响也不同。行波效应对三种结构体系均有较大影响。（3）考虑土—结构相互作用连续梁体系减震控制研究。虽然粘滞阻尼器具有较好的减震效果，但其设计、制作等技术难度大，价格昂贵，而且养护成本和技术要求高，这些因素可能导致其在地震作用过程中不能发挥应有的作用。鉴于此原因，本文对大行程板式铅阻尼器进行了研究。在有限元和试验结果的基础上，提出了一种计算阻尼力的简化方法，以便于阻尼器的设计。从减震控制的分析结果来看，大行程板式铅阻尼器和粘滞阻尼器一样，也可以与支座并联作为分离型减震装置使用，且减震效果明显。由于具有较高性价比，大行程板式铅阻尼器在桥梁工程中具有很好的应用前景。另外，大跨径连续梁桥的减震控制应该考虑土-结构相互作用的影响，否则不仅在支座的设计上偏于不安全，而且可能会导致桥墩的普通钢筋用量偏大。（4）考虑土—结构相互作用大跨径连续梁桥的振动台子结构试验探索。通过试验发现，三种结构体系的试验结果与数值分析结果的规律基本一致。不过，界面力的获取方式、时滞、噪声影响以及振动台自身的控制精度等因素造成期望指令与实际指令是存在一定差异的，而且这种差异具有随机性。因此，试验结果与数值结果在大小上差别较大。（5）神经网络在振动台子结构试验中的应用研究。振动台子结构试验的一个重要研究内容是试验系统的时滞与补偿。时滞会影响试验的精度、系统的稳定，甚至造成结果的发散。在现代控制理论中，神经网络是解决时滞问题的一个有效工具。在振动台子结构试验中，可以利用神经网络对作动器的信号进行预测。通过仿真分析发现，神经网络的时滞补偿效果显著。
李震[4]2000年在《采用减震装置的简支梁桥模型设计与试验研究》文中研究说明本文对于桥梁的抗震计算理论、国内外的抗震试验方法、模型选材原则以及正交试验设计方法作了简要的介绍和论述。本文的主要工作是对采用减震装置的简支梁桥进行了模型设计、试验工况设计，并进行了模型桥梁的振动台试验，通过试验结果就墩高、支承剪切刚度和附加阻尼三因素对模型减震效果的影响作了细致的分析。本文系统详实的论述分析对抗震试验研究和工程实践具有一定的参考价值。
石岩[5]2015年在《减隔震桥梁性能设计方法及环境影响因素研究》文中进行了进一步梳理桥梁结构在多次强烈地震中均遭到严重破坏,减隔震技术已成为提高强震区桥梁抗震能力的重要手段,而我国的桥梁减隔震技术发展相对较晚,在设计理念上和设计方法上都存在较大的发展空间。本文以发展减隔震桥梁基于性能的抗震设计理论为目标,在强调桥墩损伤控制概念基础上力图提出实用的基于位移设计方法,同时引入了基于保险丝和基于支座功能分离的设计理念。主要研究工作和认识如下：(1)归纳了国内外经受过地震考验的多座隔震桥梁的抗震性能和震害表现,特别分析了2008年汶川大地震和2011年东日本大地震中的隔震桥梁及支座的抗震性能,从中总结出减隔震设计需要注意的问题,包括减隔震设计方案选择、设计方法与构造要求、临近断层的设计挑战、减隔震装置耐久性等,还对中美日桥梁减隔震设计规范进行了比较分析。(2)结合中国抗震设计规范和减隔震支座技术标准,提出一种适用于中等跨径桥梁的基于位移的抗震设计方法。提出了选择减隔震支座和估计设计目标位移的方法,从串联体系受力特点的角度给出了桥墩-支座体系的位移分配方法,通过等效线性化方法将整个桥墩(桥台)-支座-主梁体系转换为等效单自由度体系,最终通过迭代实现设计目标位移和位移需求的协调。设计中允许桥墩屈服,但通过控制损伤程度确保震后不需要修复。对36座不同跨径、不同墩高的连续梁桥进行减隔震设计,并通过动力时程分析验证了设计方法的有效性。(3)基于保险丝设计理念,提出设置屈曲约束支撑(BRB)的桥梁排架墩新型构件,以提高横桥向的抗震性能。推导出与剪跨比和墩柱间距与直径比相关的BRB核心段长度取值范围；建立了设置保险丝的单自由度体系的弹塑性反应谱基本方程,研究了设置保险丝体系的延性系数需求谱和强度折减系数谱及相关影响参数；提出了设置BRB的桥梁排架墩基于位移的抗震设计方法,在分析设置BRB后排架墩的减震率基础上,认为保持较高的BRB屈服力与桥梁排架墩屈服力比值,同时使BRB尽早屈服将是比较合适的设计选择。(4)基于支座功能分离设计理念,针对具有速度脉冲效应近断层地震动下减隔震桥梁的抗震问题,提出在高速铁路桥梁中采用减震榫和拉索限位器、在公路桥梁中采用铅芯橡胶支座和拉索限位器的组合减震系统。其通过减震装置(减震榫或铅芯橡胶支座)屈服耗能来减小桥梁地震反应,用限位器来控制减震装置的过大变形和防止落梁破坏。在性能抗震设计框架下,分别给出了减震装置和拉索限位器在多遇地震、设计地震(偶遇地震)和罕遇地震下的多级性能目标量化准则,实现了临近断层高速铁路桥梁和高烈度区(基本加速度峰值0.4g)临近断层公路桥梁的减隔震设计。(5)为考虑减隔震支座力学特性随老化、环境温度、扰动等因素(统称“时效及环境因素”)的变化,以及对减隔震桥梁地震反应的影响,首先介绍了国外规范及学者提出的支座特性修正系数、调整系数和界限分析方法,建立了适合我国隔震橡胶支座特点的力学特性修正过程。基于增量动力分析方法,考察了时效及环境因素对不同高度桥墩地震反应的影响程度及其在不同墩高桥梁中的离散情况。结果表明：时效及环境因素对隔震桥梁地震反应的影响较大,尤其是对处于0.2g-0.4g加速度峰值下隔震桥梁较低墩的位移反应；对于采用铅芯、高阻尼和超高阻尼橡胶支座的隔震桥梁,不考虑其影响则可能低估较低墩10%、50%和100%及以上的墩顶位移需求。(6)针对斜交桥震害特点和低温环境改变隔震支座力学特性的现象,研究了隔震斜交桥梁地震反应与环境温度及斜度的关系,考察了桥墩位移、墩底反力、碰撞力及梁体旋转度与斜交桥斜度的关系、以及梁端碰撞力分布规律。结果表明：低温引起的支座特性改变将会放大桥墩的地震反应,若不考虑其影响,在0℃、-10℃和-30℃条件下,与常温(23℃)情况相比将分别低估10%、20%、40%的墩底剪力和弯矩。
李勇[6]2012年在《非一致地震激励下高架连续梁桥动力响应与控制研究》文中进行了进一步梳理高架桥是公路和城市交通的重要组成部分，其结构体系以连续梁和简支梁居多，但目前对于多点地震激励下高架连续梁桥动力响应的研究还较少，有关桥梁抗震规程和细则也未就地震动空间性对高架桥动力响应的影响给出明确规定。然而，在汶川等国内外强烈地震中，高架桥的破坏却较多，说明高架桥的抗震性能尚有待深入的研究和提高。同时，历史震害也为高架桥的抗震设计理念带来了一些新的启示。另一方面，近年来结构减隔震技术的不断发展，为新桥的抗震设计和旧桥的抗震加固均带来了新的理念和方法，且已有较多长大桥梁应用减震技术的工程实例。但是，关于采用减震技术提高高架桥抗震性能的研究及工程实例还很少。有鉴于此，本文将以双柱式桥墩直线连续梁桥这一高架桥常见的结构体系为主要研究对象，立足于国内外结构抗震减震研究领域前沿，对高架桥的多点地震响应规律和减震控制对策进行系统深入的理论与试验研究。主要的研究工作及成果包括如下几个方面：1.大质量法与绝对位移法的关系和计算精度及高架动力响应对地震动空间特性和结构参数的敏感性分析。分别基于绝对位移法、相对运动法和大质量法，推导了多点地震激励下结构运动方程，证明了大质量法和基底绝对位移法的结构运动方程是基本一致的；利用SAP2000软件，分析了基底附加质量和阻尼比对大质量法、阻尼比对基底绝对位移法计算精度的影响。数值模拟结果表明，对于大质量法，以高架桥墩底反力的104倍作为对应墩底的附加重量即可获得较高的计算精度，且阻尼比的影响较小，但是对于基底绝对位移法，阻尼比的变化则会对其精度产生一定的影响；利用ANSYS软件，分析了跨数、跨度、墩高等结构参数以及视波速、相干效应和局部场地效应等地震动相关参数对双柱式桥墩高架连续梁桥多点地震响应的影响，初步得出了几点定性结论。2.地震作用下高架桥的梁台碰撞响应与控制对策研究。基于ANSYS软件，完成了线性碰撞、Kelvin、Hertz和Hertz-Damp模型的二次开发；分析了梁台碰撞对双柱式桥墩高架连续梁桥地震响应的影响，结果表明，梁台碰撞可以防止活动支座位移失效、降低固定墩内力及变形，但增大了固定支座剪力；探讨了多点地震激励和近断层地震激励对高架桥梁台碰撞响应的影响，得出了多点地震激励和近断层地震激励将会增大碰撞力等结论；研究了具有两阶段出力特性复合式金属阻尼器及粘滞阻尼器作为防撞和减撞措施的适用性，结果表明，前者具有小震下耗能、大震下‘锁死’的功能，可有效地避免或降低多点地震激励和近断层地震激励下高架桥的碰撞响应，而后者近断层激励下高架桥的减撞效果则更佳。3.振动台台阵试验模型设计及其有限元模型修正。根据模拟地震振动台台阵的能力，以某双柱式桥墩高架连续梁桥为背景，设计、制作了几何相似比为1:10的缩尺模型；通过自由振动和振动台台阵白噪声激励试验，识别了试验模型的动力特性参数，并修正了其有限元模型，包括单向滑动支座的横向力学模型。有限元模型修正结果表明，将单向滑动支座的横向刚度视为刚性可能带来明显的计算误差，以双线性模拟为宜。4.一致与非一致地震激励下高架桥动力响应的试验研究。根据规范设计反应谱拟合了四类场地人工地震波，并选择了符合四类场地天然地震波，分别进行了水平一维和多维一致激励振动台台阵试验。结果表明，高架桥地震反应对于场地因素较为敏感，不同场地地震动激励下的响应相差较大；选取两条天然地震波和一条人工波，按照不同视波速进行了水平一维行波激励试验，并与一致输入下的试验结果进行了对比分析，研究了行波效应对高架桥地震响应的影响；分别生成考虑相干效应和局部场地效应的多点地震人工波，进行水平一维多点激励试验，分析了相干效应和局部场地效应对于高架桥地震反应的影响。5.粘滞阻尼器性能与减震效果的振动台台试验。设计并制作了四个粘滞阻尼器，测试了其在不同频率简谐激励下力-位移和力-速度关系曲线。测试结果显示，激励频率越高阻尼器出力与速度越接近线性关系；将粘滞阻尼器安装在高架桥模型的主梁与边墩之间，选取两条天然地震波和一条人工地震波分别进行了纵向一致输入、行波输入和多点输入下的振动台试验，考察了粘滞阻尼器对高架桥动力响应的减震效果。6.基于增量时程分析的一致与非一致地震激励下高架桥抗震性能研究。介绍了增量时程分析（IDA）的相关理论，对一致激励下典型高架桥的抗震性能进行了IDA分析，探讨了适用于高架桥抗震性能IDA分析的评价指标和强度指标。分析结果表明，与结构基本周期对应的、阻尼比为5%的加速度反应谱谱值Sa(T1,5%)和地震动峰值加速度PGA均可作为地震动强度指标，而桥墩塑性转角、支座位移及支座剪力均应该作为高架桥抗震性能IDA分析的评价指标。分析结果还表明，按现行盆式支座规程设计的桥梁支座横向抗剪承载力是偏低的，这可能是汶川地震中这类桥梁支座破坏的主要原因；对高架桥模型进行了水平单维逐步增大激励加速度峰值的振动台试验，并与有限元模拟结果进行了对比分析；考虑地震动的空间相关性，分别进行了行波激励、考虑相干效应的多点激励和考虑局部场地效应的多点激励下高架桥抗震性能的IDA分析，并与一致激励下的IDA分析结果进行了对比，初步的结论是，地震激励强度越大，高架桥一致激励响应与多点激励响应差别越大。
贾俊峰[7]2011年在《桥梁三维隔震分析与试验研究》文中提出近断层地震动特性及其对工程结构影响是目前的研究热点之一。在高烈度区域或近断层区域竖向地震动比较显著,竖向地震动及其对工程结构影响逐渐受到学者关注。基于水平隔震的桥梁隔震技术对提高桥梁水平抗震性能提供了一种有效解决途径,但目前的水平隔震技术并不能有效解决竖向隔震问题,在高烈度区域及近断层区域对竖向地震比较敏感的工程结构实施竖向或三维隔震技术是未来的一个发展趋势,目前国内外对三维隔震装置和三维隔震技术的研究尚无实质性进展。本文针对近断层水平和竖向地震动特征和桥梁三维地震响应、三维隔震装置和隔震效果、分析设计方法等进行了理论和试验研究,主要研究内容如下:1、搜集整理了多次地震中包括大量近断层地震动记录的强震记录,提出一种考虑震级和断层距的峰值加速度衰减关系模型,并与其他已有衰减关系模型进行比较分析;探讨了断层距、场地条件、震级和断层破裂机制对竖向与水平向加速度反应谱比值的影响,最后采用最新公布的汶川地震强震记录对峰值加速度衰减特征和反应谱特征进行了统计分析,探讨了地震动空间分布特征对都江堰市建筑震害的影响。研究结果显示本文提出的衰减关系模型能较好地体现地震动衰减特征,断层距、反应谱周期、场地条件和断层机制对竖向与水平加速度反应谱比值有显著影响。2、首先分别对大跨度斜拉桥、刚构-连续梁桥和钢管混凝土拱桥进行了动力特性分析,然后采用几组特性不同的地震动记录进行几种桥型结构的动力反应时程分析,探讨了近断层三维地震动对几种桥型结构地震反应的影响。分析结果表明脉冲型近断层地震动对大跨度柔性桥梁结构具有显著影响。3、创新性地提出一种新型三维隔震装置——铅芯橡胶-碟簧(碟形弹簧)软钢耗能三维隔震装置,提出了该装置的构造设计方法和力学参数设计方法;分别对三维隔震装置各组成部件以及装置整体进行了力学性能试验,最后采用集中质量单墩模型数值模拟分析验证了该三维隔震装置的水平和竖向隔震效果。结果表明本文提出的三维隔震装置构造比较合理,传力路径明确,具有适宜的三维隔震刚度和阻尼性能,简化模型分析结果显示该装置具有良好的水平和竖向隔震效果。4、建立一座足尺三跨连续梁桥数值模拟有限元模型,根据该桥梁设计了本文提出的三维隔震装置水平和竖向力学性能参数,对三维隔震连续梁桥进行动力时程分析验证了三维隔震支座的水平和竖向隔震效果,并分别讨论了地震动激励特性、桥墩抗侧刚度、铅芯屈服强度、组合碟形弹簧刚度和菱形钢板阻尼器等参数对水平和竖向隔震效果的影响。分析结果显示了该三维隔震装置具有良好的水平和竖向隔震效果,菱形钢板阻尼器能够显著提高竖向隔震效果。5、根据一座三跨连续梁桥原型结构按照相似条件设计了一座1/25比例的三维隔震三跨连续梁桥和水平隔震单跨简支梁桥缩尺模型结构,设计了振动台试验地震动输入、试验工况和测量仪器布置,对试验用普通叠层橡胶支座和铅芯橡胶支座进行了剪切性能试验,设计了试验用水平隔震装置和三维隔震装置,最后对桥梁模型结构分别进行了水平向和竖向振动台试验。试验结果表明本文设计的三维隔震装置具有良好的水平和竖向隔震效果,而普通叠层橡胶支座没有竖向隔震效果,甚至会放大桥梁上部结构的竖向地震反应。6、以梁式桥结构为研究对象,总结和探讨了三维隔震装置和三维隔震桥梁的设计原则和设计方法,并以一座三跨连续梁桥为对象进行了三维隔震装置和三维隔震桥梁的概念设计和多自由度弹性反应谱分析设计。
于芳[8]2010年在《列车荷载及地震作用下隔震铁路桥梁的动力性能研究》文中研究说明目前隔震技术主要应用于结构和公路桥梁中,能够起到隔离地震并且消耗传到结构上的地震能量的作用,有效减小地震作用下结构的加速度响应,但一直很少应用于铁路桥梁中。铁路桥梁是有轨线路,车辆的编组形式和车辆运行速度等影响因素众多,分析复杂,关于隔震铁路桥梁在列车作用下和地震作用下的动力性能还不够明确。目前中国铁路列车不断提速,列车对轨道的平顺性要求更加严格。为使隔震技术能够应用于高速铁路桥梁,使桥梁在地震作用下满足安全性要求,并满足列车运行的安全性和舒适性的要求,本文做了如下几方面研究:1建立了隔震铁路桥梁纵桥向的车桥动力分析模型,将列车简化为多质点模型,隔震桥梁采用空间有限元模型,通过轮对与轨道的纵桥向相互作用力将车辆系统和桥梁系统联系起来。通过力的平衡关系,建立列车的动力平衡方程,用四五阶龙格库塔方法进行求解得到轮对制动力时程,采用二次离散方法将移动轮对制动力时程转换为结构固定节点的制动力时程,实现空间离散过程;通过通用有限元软件ANSYS对桥梁进行了动力响应分析,完成时间离散过程。分析结果表明:采用隔震设计的铁路桥梁,在纵桥向制动力作用下,桥梁的纵向位移响应大于非隔震桥梁的位移响应,隔震设计后可以使制动力在各个墩台间的分布更加合理。列车最不利的停车位置位于列车第一轮对出桥时。2采用模态综合法建立了车桥耦合振动模型,利用MATLAB软件编写了垂横向的车桥耦合动力响应分析程序,进行了铅芯橡胶双向隔震支座铁路桥梁的横桥向和竖向的车桥耦合振动响应分析,分析中采用27个自由度的车辆模型,分析了在轨道的不平顺和轮对的蛇形运动激励下,隔震桥梁的隔震周期和弹性隔震度、以及车辆行驶速度等因素对振动响应的影响。分析结果表明,采用常规的铅芯橡胶支座的设计方法的隔震铁路桥梁,在列车过桥时产生较大的横向动位移,不能满足列车运行安全性的要求。要使双向隔震技术应用于铁路桥梁需要对铅芯橡胶支座进行限位。3采用有限元软件ANSYS进行了铅芯橡胶支座双向隔震桥梁在设计地震和罕遇地震作用下纵桥向和横桥向的时程响应分析,分析结果表明,采用铅芯橡胶支座隔震铁路桥梁,在强震作用下取得了较好的隔震效果,但在设计地震和多遇地震作用下,隔震支座发生屈服,产生较大的位移,对于铁路桥梁容易引起轨道设备的破坏,严重影响列车运行的安全性,增加的对轨道维护的难度和工作量,带来不必要的经济损失。4为了限制铅芯橡胶支座隔震铁路桥梁在多遇地震和设计地震作用下桥梁上部结构的位移,设计了耗能型限位装置和非耗能型限位装置,为隔震支座提供足够的初始刚度和屈服强度,两类装置主要具有如下特点:a.耗能型限位装置:在设计地震和多遇地震作用下,限位器和铅芯橡胶支座处于弹性工作阶段,限位装置起到理想的限位作用,在罕遇地震作用下,限位装置先于铅芯橡胶支座进入屈服阶段,组合隔震支座起到隔震耗能作用。耗能型限位装置主要研究了X形钢板耗能限位器和X形钢棒双向耗能限位器。b.非耗能型限位装置:不具有塑性发展阶段,达到弹性极限即破坏。在设计地震和多遇地震作用下,限位装置和铅芯橡胶支座处于弹性工作阶段,罕遇地震作用下,限位装置发生破坏,退出工作,由铅芯橡胶支座单独工作,充分发挥铅芯橡胶支座的隔震减震作用。非耗能型限位器主要研究了X形脆性钢板和细长颈部的X形钢棒。5.分别对以上几种限位器进行了材料性能和构件的力学性能静力试验研究,为模型桥梁有限元分析中的模型本构关系和滞回关系的输入提供的试验依据。设计了三跨连续隔震铁路桥梁模型,对采用铅芯橡胶支座和三种组合隔震支座的桥梁模型在纵桥向进行了振动台试验研究,试验结果验证了设计方法的合理性以及桥梁模型有限元的模型简化和分析结果的的正确性,通过原型桥梁模型的分析,证明了组合隔震支座限位和隔震的有效性。
贾俊峰[9]2006年在《连续桥梁三向隔震体系地震反应分析》文中研究指明桥梁在城市生命线工程中占据着重要的地位,桥梁隔震技术对提高桥梁的抗震性能提供了一种有效的解决途径。国内外对桥梁隔震技术已有不少研究并且在国外的很多工程中得到了应用,但目前在多维地震作用及包括竖向在内的多维隔震技术方面的研究并不是很多。本文提出一种新型的三维隔震装置并分析其对连续桥梁的隔震效果,研究装置参数、多向地震作用、地震强度及桩-土-桥相互作用对连续桥梁及装置隔震效果的影响。本文的主要内容包括以下几个方面:(1)参考大量的研究资料,简要总结了国内外近年来在桥梁隔震、多维地震作用及多维隔震、土-结构动力相互作用方面的研究进展情况,提出本文的主要研究内容。(2)提出一种新型的三维隔震装置——铅芯橡胶碟簧粘滞阻尼三维隔震支座;该装置由上部并联的碟形弹簧和粘滞阻尼器和下部的铅芯橡胶垫串联而成,可以有效地解决三维隔震支座的竖向承载及阻尼的问题,在多个方向均能具有适宜的刚度和阻尼。(3)建立一座三跨连续板桥三维有限元模型,基于刚性地基假定,首先分析了连续板桥的动力特性;然后分别采用地震响应反应谱法和动力时程分析方法计算地震作用下桥梁的地震反应。验证了三维隔震装置的水平和竖向隔震效果;研究了装置参数、多向地震作用及地震强度等因素对隔震效果的影响。研究结果表明,本文所提出的三维隔震装置具有良好的水平隔震效果和较好的竖向隔震效果;水平隔震效果随铅芯橡胶垫屈服前后刚度比的增大而增加,竖向隔震效果随竖向粘滞阻尼系数的增大而增加,而且阻尼系数存在一个较优值;多向地震作用对三向隔震桥梁地震反应和装置的隔震效果均有所影响;随着地震强度的增加,水平隔震效果不断增大但增加趋势逐渐平缓,竖向隔震效果基本保持不变。(4)考虑桩-土-桥结构相互作用对三向隔震和非隔震桥梁的影响,将Penzien提出的集中质量模型进行改进并扩展到三维空间,给出了其相关参数的确定方法。建立了考虑桩-土-桥动力相互作用下三向隔震和非隔震连续板桥的计算模型,与刚性地基假定模型条件下连续桥梁的地震反应进行比较;分析了考虑桩-土-桥相互作用对三维隔震装置水平和竖向隔震效果的
王雷[10]2015年在《低塔斜拉桥合理抗震体系及耗能减震措施研究》文中研究说明大跨径桥梁作为交通枢纽和生命线工程,一旦在地震中遭到破坏,可能导致的生命财产以及间接经济损失将会非常巨大。因此,大跨径桥梁选择合理的抗震体系,并进行正确的抗震分析,对确保大桥抗震安全具有非常重要的意义。本文结合目前斜拉桥抗震性能研究的现状,以一低塔斜拉桥——榕江大桥为工程背景,进行了如下研究工作:1、介绍了地震动输入的基本理论,总结概括了人工地震波的比例幅值法、傅立叶幅值调整法、时域叠加法。时域叠加法保留了实际加速度记录的全部相位特性和时变频谱特性,对原始地震动修改最小,在大多数情况下,可保留输入记录的非平稳特性和保持原始地震动的自然积分关系,是一种比较精确的方法。2、提出了拟合反应谱的基于时域叠加的窄带时程反演构造法。该法在频域内通过单自由度体系的稳态反应推导出窄带时程与反演输入时程之间的关系式,拟合后的人工波反应谱与目标反应谱非常吻合,拟合精度较高。以榕江大桥为工程背景,利用这一新方法对5条天然地震波记录进行叠加拟合调整,使它们具有相同的目标反应谱,并进行了非线性时程分析。本方法可供同类桥梁抗震设计参考。3、在研究钢阻尼器耗能减震机理的基础上,设计了桥梁用钢阻尼滑板支座,探讨其在常规桥梁上耗能减震的可行性;提出并探讨了钢阻尼器与速度锁定器串联的方案应用于斜拉桥上耗能减震的可行性。研究结果表明,钢阻尼器在常规桥梁和斜拉桥上均具有良好的耗能减震作用,是可行的。4、针对榕江大桥主跨380m低塔混合梁斜拉桥方案,提出了提高斜拉索体系竖向刚度及减小主梁轴压力的准辐射形斜拉索布置方式,把斜拉索集中锚固在塔顶。整体钢锚室集中锚固方式具有独创性,而且该措施能延长结构纵飘振动周期,减小结构内力地震响应。5、以榕江大桥为工程背景,对比研究了塔梁墩固结体系(RS体系)和半飘浮体系(FS体系)的动力特性及地震反应,分析结果表明半飘浮体系的抗震性能比固结体系优越、合理。并在此基础上从斜拉桥减震的机理出发,提出了榕江大桥的纵横向减震方案,通过参数敏感性分析,确定了纵向粘滞阻尼器、钢阻尼器以及横向钢阻尼器的合理参数。6、对榕江大桥进行缩尺比1:20的全桥模型振动台模型试验。试验结果表明,本文提出的顺桥向采用粘滞阻尼器、横桥向采用钢阻尼器的耗能减震体系能有效地减小关键点的位移及关键截面的应变,且随着地震动的增加,减震效果越明显。
参考文献：
[1]. 采用减震装置连续梁的振动台试验研究[D]. 李加武. 长安大学. 2000
[2]. 三维隔震桥梁结构的地震反应分析研究[D]. 杨彦飞. 广州大学. 2007
[3]. 考虑土—结构相互作用大跨径连续梁桥抗震性能研究[D]. 周大兴. 北京工业大学. 2012
[4]. 采用减震装置的简支梁桥模型设计与试验研究[D]. 李震. 长安大学. 2000
[5]. 减隔震桥梁性能设计方法及环境影响因素研究[D]. 石岩. 大连海事大学. 2015
[6]. 非一致地震激励下高架连续梁桥动力响应与控制研究[D]. 李勇. 北京工业大学. 2012
[7]. 桥梁三维隔震分析与试验研究[D]. 贾俊峰. 哈尔滨工业大学. 2011
[8]. 列车荷载及地震作用下隔震铁路桥梁的动力性能研究[D]. 于芳. 哈尔滨工业大学. 2010
[9]. 连续桥梁三向隔震体系地震反应分析[D]. 贾俊峰. 哈尔滨工业大学. 2006
[10]. 低塔斜拉桥合理抗震体系及耗能减震措施研究[D]. 王雷. 湖南大学. 2015
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