李震[1]2000年在《采用减震装置的简支梁桥模型设计与试验研究》文中提出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。
朱文正[2]2004年在《公路桥梁减、抗震防落梁系统研究》文中研究说明桥梁上部结构的落梁是桥梁倒塌的首要原因。如果作用在结构上的地震力足以使支座破坏，则上部结构很容易从支承上脱落。防落梁系统是一种新型的减、抗震设计和加固方法，由梁搁置长度、限位装置、连梁装置等三部分组成的，其主要功能是阻止梁从支承上脱落。越来越多的桥梁震害使得国内外越来越多的专家学者投入到此方面的研究，并取得了很多成果，并在工程实际中得到了许多应用。但是在(耗能)限位装置的设计方法、连梁装置的设计及实用化、缓冲装置的研究与开发等方面还有许多问题，并且此系统的研究在国内还处于空白阶段，虽然有些工程应用，还仅仅是定性的使用，没有相应的计算理论，更没有与国内抗震规范相适应的计算方法。 本文以开发研究新型的限位装置、连梁装置——(铅)高阻尼橡胶限位装置和(铅)高阻尼橡胶连梁装置，建立与正在修订的抗震规范相适应的防落梁系统设计理论和设计方法为目的。主要完成了如下工作： (1)(铅)高阻尼橡胶限位装置的性能试验 对高阻尼材料在不同频率、应变幅值和厚度下进行试验研究，以考察高阻尼橡胶限位器的耗能性能及各影响参数对其性能的影响规律；对作者开发的新型限位装置——(铅)高阻尼橡胶限位装置进行性能试验，研究其耗能性能和滞回性能的稳定性，探求不同参数对其性能的影响规律。 (2)粘性剪切型阻尼器(限位器)的性能试验 对阻尼器在不同频率、位移幅值和剪切面积下进行试验研究，以考察阻尼器的耗能性能及各影响参数对其性能的影响规律；对粘性剪切型阻尼器的阻尼性能计算公式的使用范围进行确定。 (3)梁搁置长度计算研究 通过修改桥梁参数，对常用于计算梁搁置长度的反应谱法和静力法进行介绍和对比，了解两种方法结果的差异，分析其产生差别的原因，找出更适合于工程应用的梁搁置长度计算方法；对现在常用的支承长度拓宽方法进行了介绍。 (4)连梁装置设计理论与方法研究 考虑场地土的不同地震动参数和桥梁等级的不同，在论文中引入桥梁地震荷载重要系数，并根据冲击荷载的反应谱，提出连梁装置的设计地震力力和位移计算方法；参照国内外的连梁装置设计使用的现状，介绍了多种类型连梁装置的选用及安装方法;对连梁装置缓冲部分不同的构造进行了试验。 (5)(耗能型)限位器设计方法研究 在了解和分析影响限位器作用效果的各种因素的基础上，对现有限位器设计方法的优劣进行对比，提出了基于反应谱法的应用范围更广泛的(耗能型)限位器的实际计算方法，并采用非线性动力时程分析对计算结果进行了验证;参照连梁装置的设计思想，提出了常用的锚固限位器和限位挡块的静力设计方法。 (6)缓冲装置性能试验研究 对多种材料制作的不同构造的缓冲装置进行试验研究，以了解不同材料和构造的缓冲装置的力一变位曲线，研究它们的耗能性能和缓冲效果，以期找到性能较好的缓冲装置。在试验的基础上提出了缓冲装置的设计方法和计算模型。 (7)缓冲装置设计方法研究 采用动力时程分析方法计算安装与不安装缓冲装置时结构的地震反应，对普通橡胶缓冲装置的耗能和非耗能计算模型的缓冲效果进行比较，并采用动力时程分析方法对不同构造的缓冲装置的缓冲效果进行对比。
黄宇辰[3]2016年在《FPS在高速铁路简支梁桥中的适用性研究》文中研究表明摩擦摆支座(Friction Pendulum System,简称FPS)隔震性能优越,有很好的耐久性和稳定性,并能震后自行复位,在高速铁路桥梁的减隔震设计中有较好的应用前景。研究FPS在高铁桥梁中的适用性有一定现实意义。本文以高铁FPS隔震简支梁桥为研究对象,主要开展了以下几个方面的研究:(1)在查阅大量国内外文献的基础上,对比了几种常用减隔震装置的特点,分析了FPS在高铁隔震桥梁中的优势,评述了桥梁FPS减隔震技术及无砟轨道约束等相关研究现状。(2)分析了高铁桥梁无砟轨道、主梁、桥墩以及FPS的计算模型,基于OpenSees建立了采用两种常用无砟轨道的FPS隔震简支梁桥一体化计算模型,研究了无砟轨道约束对结构地震反应的影响。结果表明,无砟轨道约束对结构地震反应有较大影响,CRTS II型板式无砟轨道能降低支座位移、桥墩位移及轨道内力,在减隔震设计中应优先考虑。(3)通过模拟列车荷载,分析了结构各设计参数对正常使用状态下结构使用性能的影响规律。结果表明,高铁FPS隔震简支梁桥应设置足够刚度的FPS抗剪螺栓,以满足规范对结构横向自振基频的要求;另外桥墩横向线刚度对结构横向自振频率的影响很大,在设计时不宜过小。(4)在结构满足正常使用状态要求的前提下,研究了FPS的减隔震效果,结果表明,FPS能有效降低结构纵向地震反应,但会增大上部结构横向的位移。通过参数分析发现FPS曲率半径、摩擦系数及桥墩线刚度对结构地震反应的影响较大,在设计时要合理选取。(5)针对FPS隔震桥梁上部结构横向位移大的特点,利用在主梁底部安装的型钢挡块来控制上部结构横向位移,研究结果表明,型钢挡块能有效减小上部结构横向位移,但同时会增加墩顶位移。在设计时,应进行挡块参数敏感性分析,选取合适的参数。
孟兮[4]2015年在《减震榫的减震性能及其在铁路桥梁中的应用研究》文中认为近年来,随着我国高速铁路建设的迅速发展,高速铁路桥梁的抗震性能越来越受到重视。针对高速铁路桥梁重力式桥墩“延性抗震设计难”的问题,引入振动控制技术无疑是一种有效的解决办法。然而由于铁路桥梁高刚度的使用需求,已有结构振动控制装置应用于铁路桥梁特别是高速铁路桥梁受到了许多制约和限制。本文基于“支座功能分离”的设计思路,通过理论研究与试验相结合的方式对减震榫一活动支座系统应用于高速铁路简支梁桥的可行性及减震性能进行了系统研究。主要研究内容如下：1.综合考虑减震榫的使用需求,系统地研究了减震榫的具体结构形式、设计方法及连接方式等问题。(1)根据减震榫的结构形式给出了由3个独立形状参数确定的截面变化公式,并推导了其主要力学性能参数的理论公式。(2)给出了理想弹塑性材料条件下,减震榫弹塑性变形的简化计算方法,并研究了形状参数对减震榫初始弹性刚度及延性比的影响。(3)对减震榫与墩、梁之间的连接方式进行了研究,并分析了减震榫—活动支座系统安装在高速铁路简支梁桥的刚度需求。2.对两组全尺寸减震榫试件进行了拟静力试验,着重分析了减震榫的滞回曲线及粘滞阻尼系数等耗能指标,并对其强度、刚度等力学性能做出了评价；分别采用两种方法确定了减震榫的恢复力模型,并分析了加载位移及循环周数对其非线性刚度的影响；对减震榫进行了有限元仿真分析,并与试验结果与理论值进行对比,验证了其力学性能参数理论公式的正确性及有限元模型的合理性。3.建立了客运专线5×32m简支梁桥的分析模型,研究了减震榫—活动支座简支梁桥在地震作用下的动力响应,对减震榫在纵桥向及横桥向的减震效果做出了具体评价；针对减震榫—活动支座桥梁的非线性问题与规范弹性反应谱计算方法之间的矛盾,系统研究了其等效线性化的求解方法,并给出了减震榫—活动支座桥梁的简化计算步骤。4.从支座自身力学特性、桥梁的动力特性及实际中的非理想因素三个方面出发,系统研究了多种因素对减震榫—活动支座简支梁桥地震响应及耗能效果的影响。(1)建立单墩模型,研究了减震榫屈服强度、屈后刚度比对桥墩受力及梁体位移的影响规律。(2)研究了桥墩高度对减震榫减震效果的影响,得出减震榫宜用于自振周期小于0.2s的低矮桥墩的结论。(3)建立了考虑支座摩擦的减震榫—活动支座恢复力模型,在此模型基础上深入研究了活动支座摩擦及摩擦系数大小对减震榫—活动支座简支梁桥地震响应及耗能效果的影响。(4)建立了考虑轨道约束的线桥一体化计算模型,详细分析了轨道约束对减震榫耗能效果的影响。5.针对CRTS Ⅱ型板式无砟轨道无缝线路的结构特点,建立了减震榫—活动支座简支梁桥无砟轨道无缝线路的线—板—桥—墩空间一体化分析模型,分析了桥梁伸缩、挠曲及列车制动对桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道无缝线路纵向力的影响,为减震榫—活动支座简支梁桥上铺设CRTS Ⅱ型板式无砟轨道无缝线路提供一定的设计指导。
汪媛媛[5]2017年在《钢阻尼支座对简支梁桥的减震性能分析》文中研究表明桥梁结构的抗震设计可以分为延性设计与减隔震设计。减隔震设计是使用一定的措施或者增加附加装置使桥梁结构与地震动分离开来,或者是吸收消耗地震动传给结构的能量,即隔震与减震消能技术,以保证结构的安全。本文基于"支座功能分离"的设计思路,介绍一种新型钢阻尼支座,它由减震榫通过串联的方式与球形钢支座组合成整体。文章采用理论计算与试验相结合的方式对钢阻尼支座的减震性能进行研究。主要研究内容如下:1、对钢阻尼支座的拟静力试验结果进行分析,主要包括其滞回曲线、骨架曲线、初始弹性刚度、刚度退化、承载力退化以及等效粘滞阻尼系数等指标;2、采用有限元程序建立钢阻尼支座模型,计算其滞回曲线、骨架曲线等,并与试验结果进行了对比,试验结果与有限元模拟结果基本吻合;3、建立铁路某简支梁桥模型,研究了钢阻尼支座简支梁桥的桥墩在地震作用下的动力响应,并对其减震效果作出分析评价;4、分析了钢阻尼支座简支梁桥与普通支座简支梁桥采用《铁路工程抗震规范》(GB50111-2006)计算时的区别,给出了钢阻尼支座简支梁桥地震响应的简化计算方法,并将简化计算结果与时程计算结果相比对,误差较小,说明钢阻尼支座简支梁桥的简化计算方法计算地震响应时可以在一定程度上代替复杂而且又耗时的时程计算。5、研究桥墩高度对钢阻尼支座简支梁桥地震响应的影响,利用简化计算方法与时程计算方法分别计算了墩高为5m、8m、10m、15m、20m时,钢阻尼支座简支梁桥的减震率。
赵志飞[6]2014年在《客运专线上LRB隔震简支梁桥纵向抗震设计方法研究》文中研究指明减隔震技术是桥梁抗震的有效措施，其在国外桥梁中的应用已经比较广泛，而在我国铁路桥梁中的应用还很少，相应的桥梁隔震设计方法还不够成熟。因此对我国铁路桥梁隔震设计方法的研究显得尤为重要。本文以客运专线上铁路简支梁桥为研究对象，在国内外已有理论的基础上研究铁路桥梁基于位移的隔震设计方法。主要研究内容如下：(1)查阅大量国内外文献，总结各国关于桥梁减隔震技术的设计规范和研究现状以及隔震桥梁基于位移的抗震设计方法。(2)分析讨论了国外规范和经验公式建议的铅芯橡胶支座(Lead RubberBearing，简称LRB)等效刚度和等效阻尼比的计算方法，并推导了LRB隔震支座转动刚度以及圆端形桥墩截面横向约束应力的计算公式。(3)在计算桥墩墩顶位移时，将材料应变与墩顶目标位移联系起来，建立了客运专线铁路桥墩目标位移的确定方法。(4)对隔震简支梁桥基于位移的抗震设计方法以及修正的基于位移的抗震设计方法进行了研究。采用抗震分析软件OpenSees建立简支梁桥全桥模型，输入SIMQKE-GR软件拟合的人工地震波，对基于位移的抗震设计方法进行验证。(5)对不同长细比(H/D)、不同混凝土压应变下的LRB隔震简支梁桥，分别采用基于位移的设计方法以及修正的基于位移的设计方法进行抗震设计，并对设计结果进行对比分析，结果表明：这两种设计方法用于铁路桥梁抗震设计均是可行的，建议矮墩(H/D≤5)采用基于位移的抗震设计方法，中等高度桥墩(5＜H/D≤8)采用修正的基于位移的抗震设计方法。
景丹[7]2008年在《减震榫简支梁桥减震性能分析》文中进行了进一步梳理本文首先介绍了减震榫的结构形式及受力性能,接着进行了减震榫的拟静力试验研究,最后通过有限元软件ANSYS对减震榫简支梁桥的地震响应特性进行了系统的分析,具体研究工作如下:首先,介绍了减震榫的结构形式,分析减震榫的延性行为。经分析比较,设计减震榫时建议采用变截面的形式,其中圆形截面和矩形截面的延性性能较好,且按照等强度梁设计使得减震榫的延性性能更好。其次,试验部分对减震榫在低周反复荷载作用下的滞回性能进行了研究,试验结果表明:减震榫在低周反复荷载作用下有很好的延性和耗能能力,在线弹性阶段有较大的刚度,符合我们对减震榫的要求。最后,利用有限元软件ANSYS对减震榫简支梁桥进行实体模型的模拟,通过数值计算,对比了铁路简支梁桥是否采用减震榫的地震响应,证明了减震榫对简支梁桥的减震的有效性;系统分析了不同地震波激励、不同墩高和不同跨度对减震榫简支梁桥的减震响应的影响;最后分析了减震榫在地震作用下的动力响应特性,结果表明减震榫在地震作用下有较好的延性和滞回性能。
刘文硕[8]2013年在《高速铁路大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用研究》文中研究说明摘要：高速铁路大跨度桥梁温度跨度大、活载作用下梁端转角大,且常承载多线铁路,桥梁与轨道因非线性约束的作用构成相互耦合相互制约的力学平衡体系,梁轨间相互作用是大跨度桥梁与无缝线路设计及安全使用的重要控制因素之一。本文以高速铁路线上的大跨度钢桁拱桥为研究对象,基于大跨度桥梁与轨道结构的非线性空间分析理论,建立了反映线路阻力非线性特性的梁轨一体化空间耦合模型,编制开发了计算模块,考虑了梁轨体系内加载历史的影响,对该类桥梁在温度、活载、地震激励等多场耦合作用下的梁轨相互作用特性和桥上无缝线路轨道结构的稳定性及钢轨断裂进行了研究。本文主要研究内容如下：(1)基于无缝线路纵向阻力的时变特性,推导了纵向阻力的迭代公式,改进了梁轨间纵向阻力的模拟方式,提出了实现线路阻力在无载、有载工况间自由转换的“阻力差值法”,该方法能考虑加载历史对梁轨非保守系统的影响,可对温度滞回、列车过桥、列车桥上制动等过程进行全历程分析。(2)建立了轨道-桥面板-纵横梁-主桁架-墩台-基础一体化的钢桁拱桥梁轨系统空间耦合模型,采用改进的“重叠非线性杆单元”模拟梁轨间纵向阻力,选用考虑卸载的理想弹塑性阻力模型来计入加载历史的影响,模拟了线路的纵、横向阻力及竖向刚度,该模型能更准确地反映轨道、桥面、纵横梁、主桁架、支座、桥墩、桩基等各组成间的关系,可模拟单线行车、多线行车等不同工况,可同时对梁轨间纵向附加力与桥上轨道稳定性进行分析。通过与相关文献算例进行对比,验证了本文模型的可靠性。(3)研究了钢桁拱桥梁轨间各项纵向附加力的特征及分布规律,对考虑加载历史的多荷载耦合非线性分析与线性叠加结果进行了对比性分析,探讨了温度组合工况、行车方向、活载模式、列车编组、制动力率、线路阻力、墩台刚度、临跨桥梁布置、活动支座摩擦力等敏感因素对梁轨纵向力的影响,阐述了钢轨伸缩调节器、轨道结构型式、桥墩上锁定阻尼装置及桥面系型式对无缝线路纵向力的削减机理及优选布置方案。(4)以轨道初始水平不平顺与高低不平顺的耦合为初始条件,对大跨度钢桁拱桥桥上无缝线路的轨道稳定性及钢轨断裂力传递进行了研究,对比研究了考虑梁轨相互作用与否时轨道的失稳状态,探讨了钢轨类型、道床横向阻力、线路竖向刚度及初始不平顺矢度等敏感性因素对桥上轨道结构稳定性的影响,同时对钢轨瞬态断裂过程进行了全历程追踪,对静态、动态断轨力进行了比较。(5)采用改进的Penzien模型模拟桩土效应,编制了人工地震波生成程序,分析了考虑轨道约束与否对大跨度钢桁拱桥梁轨系统自振特性的影响,总结了不同地震动输入模式下(包括地震波频谱特性、场地相位差等)大跨度钢桁拱桥梁轨系统的地震响应,探讨了道床阻力、滑动支座摩擦效应、相邻结构支座布置、墩台刚度等因素对其梁轨系统地震力的的影响规律,并对温度力、制动挠曲力与地震荷载的耦合作用进行了研究,提出设置伸缩调节器、粘滞阻尼器及比选轨道结构型式等梁轨适应性措施。
李冀骜[9]2007年在《铅芯橡胶支座在铁路桥梁中减隔震研究》文中研究指明铅芯橡胶支座将竖向支承、水平向柔性(由橡胶提供)和滞变阻尼(由铅的塑性变形提供)三种功能结合在一个装置里,且具有构造简单、加工制造容易、安装方便,设计阻尼(调节铅芯的几何尺寸)有较大灵活性等优点,比较经济地解决了桥跨结构的隔震问题。自60年代末被发明以来,在工程实际中就得到了广泛应用。查阅资料,根据已有公式设计符合本文所要研究桥梁使用的铅芯橡胶支座,并进行铁路简支梁桥和连续梁桥的地震响应分析。1.对墩高相同的简支梁桥进行地震响应分析结果表明:(1)采用铅芯橡胶支座后,顺桥向、横桥向各桥墩墩底剪力、墩底弯矩及墩顶位移均大幅度减小,减震效果十分明显,并可较好的控制梁体位移;(2)对于不同的地震波,铅芯橡胶支座的减震率差别很大,从整体上看,在二类场地土上铅芯橡胶支座具有明显的减震作用;(3)对于不同刚度桥墩,铅芯橡胶支座的减震效果随着结构刚度的增大而增大,对于刚度相同的桥墩,铅芯橡胶支座的减震效果也基本相同。2.对墩高相同的连续梁桥进行地震响应实例分析结果表明:(1)采用该铅芯橡胶支座后,顺桥向各桥墩墩底剪力及墩底弯矩重新分配,更为合理,固定墩减震效果十分明显;(2)不同地震波及不同刚度桥墩情况下,采用铅芯橡胶支座的连续梁桥得出的减震规律与简支梁桥相同。3.对边墩低于中墩的铁路桥梁工况进行研究的结果表明:铅芯橡胶支座对位于简支梁桥两端桥墩的减震效果优于中墩;连续梁桥则表现为固定墩优于中活动墩,两端的活动墩减震效果相对最差。
魏文财[10]2013年在《H型钢减震阻尼器弹塑性滞回性能研究》文中研究指明全世界每年地震频发，而我国由于地理位置的原因更是地震的多发国，近几年即发生了汶川大地震、青海玉树地震等灾难性地震。桥梁作为交通工程的重要咽喉，在历次较大的地震中均有不同范围、不同程度的损坏发生，如落梁、侧倾甚至完全倒塌等。因此，如何提高桥梁的抗震和减、隔震性能也就倍受工程界关注。国内外学者就此提出了很多方法，利用软钢阻尼器的塑性耗能能力就是其中一种较为有效的减震手段。软钢阻尼器具有稳定的滞回特性和良好的低周疲性能，且相比于其它类型阻尼器具有构造简单、成本较低等优点,因而在实际工程中应用很广。目前，软钢阻尼器已发展出U形钢板阻尼器、三角形软钢阻尼器和X形软钢阻尼器等多种型式。本文在现有国内外研究成果基础上，提出采用国标量产的热轧H型钢作为桥梁上部结构耗能减震阻尼器材料。H型钢阻尼器通过软钢屈服产生的塑性铰来消耗能量，相比其它软钢阻尼器具有如下特点：构造更简单、屈服力更大、耗能效果更好，且取材、加工和安装使用更方便。本文主要研究工作概要如下。回顾、综述了桥梁震害特点和软钢阻尼器减震技术的国内外研究现状，提出采用热轧H型钢作为桥梁上部结构耗能减震阻尼器材料的研究思路。设计、制作了足尺H型钢阻尼器试样，开展H型钢阻尼器低周疲劳试验，结合ANSYS数值仿真计算，对H型钢阻尼器的滞回性能，如屈服强度、滞回延性、塑性铰区域曲率分布以及等效塑性铰长度等进行了较为全面的研究，建立了H型钢简化滞回模型及等效塑性铰长度模型。针对常见多跨简支梁桥，应用H型钢阻尼器作为上部结构减震元件，采用简化滞回模型，开展弹塑性动力时程分析，就H型钢阻尼器对桥梁的减震效果进行计算，结果表明H型钢阻尼器能够有效抑制桥梁上部结构地震水平位移，是一种性能良好、应用方便的减震措施。
参考文献：
[1]. 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
[2]. 公路桥梁减、抗震防落梁系统研究[D]. 朱文正. 长安大学. 2004
[3]. FPS在高速铁路简支梁桥中的适用性研究[D]. 黄宇辰. 石家庄铁道大学. 2016
[4]. 减震榫的减震性能及其在铁路桥梁中的应用研究[D]. 孟兮. 北京交通大学. 2015
[5]. 钢阻尼支座对简支梁桥的减震性能分析[D]. 汪媛媛. 北京交通大学. 2017
[6]. 客运专线上LRB隔震简支梁桥纵向抗震设计方法研究[D]. 赵志飞. 石家庄铁道大学. 2014
[7]. 减震榫简支梁桥减震性能分析[D]. 景丹. 北京交通大学. 2008
[8]. 高速铁路大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用研究[D]. 刘文硕. 中南大学. 2013
[9]. 铅芯橡胶支座在铁路桥梁中减隔震研究[D]. 李冀骜. 北京交通大学. 2007
[10]. H型钢减震阻尼器弹塑性滞回性能研究[D]. 魏文财. 重庆交通大学. 2013