發(fā)布時(shí)間：2020-03-26 13:25

【摘要】：近些年來(lái)大跨徑及高速鐵路橋梁的大規(guī)模建設(shè),對(duì)橋梁隔震支座的豎向承載力提出更高的要求,而傳統(tǒng)隔震支座豎向承載力相對(duì)不足。為此開發(fā)了新型可澆筑式隔震支座,該支座采用新型高分子改性材料,具有較大豎向承載力,且阻尼性能良好,具有一定應(yīng)用前景;能量分析法能夠定量確定結(jié)構(gòu)任一時(shí)刻能量的輸入、轉(zhuǎn)化和耗散情況,可從新一角度評(píng)估減隔震裝置隔震性能,但目前在橋梁支座隔震性能分析中的應(yīng)用還較少。本文應(yīng)用有限元仿真分析和能量分析法對(duì)該新型可澆筑式隔震支座的隔震性能進(jìn)行了分析研究。文章首先探討了該新型可澆筑式隔震支座的力學(xué)性能。介紹了新型可澆筑式隔震支座的簡(jiǎn)化恢復(fù)力模型以及基本參數(shù)擬合方法。通過(guò)支座循環(huán)剪切試驗(yàn),研究了新型可澆筑式隔震支座的基本力學(xué)性能、剪應(yīng)變相關(guān)性、壓應(yīng)力相關(guān)性等。并用模型理論公式對(duì)試驗(yàn)曲線進(jìn)行擬合,為后續(xù)有限元分析中支座參數(shù)選取提供計(jì)算依據(jù)。然后以實(shí)際工程為背景,利用Midas軟件建立30m跨連續(xù)梁橋有限元分析模型,得到可澆筑式支座隔震體系的動(dòng)力特性和地震響應(yīng),并與抗震體系及鉛芯支座隔震體系進(jìn)行比較。結(jié)果表明,新型可澆筑式隔震支座在地震作用下位移和內(nèi)力可得到良好控制。接著在能量分析法原理的基礎(chǔ)上,提出基于有限元軟件計(jì)算結(jié)果的能量分析法計(jì)算公式,編程定量計(jì)算出隔震體系輸入與損耗能量,如地震輸入能、支座滯回耗能、阻尼耗能等,并將該方法應(yīng)用于本文各類分析中。最后通過(guò)進(jìn)行20m、30m、40m、85m跨連續(xù)梁橋以及40m跨不同場(chǎng)地類型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)連續(xù)梁橋建模與時(shí)程分析,并與鉛芯支座隔震體系比較,研究自振周期(跨度)和場(chǎng)地類型對(duì)新型可澆筑式支座隔震效果影響。結(jié)果表明,在自振周期(跨度)較小和軟土地基下,新型可澆筑式支座隔震效果表現(xiàn)更好。
【圖文】：

1 緒論1.1 研究背景地震作為常見(jiàn)自然災(zāi)害，曾給人類造成無(wú)數(shù)生命與財(cái)產(chǎn)損失。僅上個(gè)世紀(jì)百年中，世界各地造成 5 千人以上死亡的強(qiáng)震近 20 次，，因地震死亡的總?cè)藬?shù)達(dá) 100 余萬(wàn)，占各類自然災(zāi)害死亡總數(shù)的 54%[1]。地震造成的結(jié)構(gòu)損壞數(shù)量遠(yuǎn)高于風(fēng)振等其它自然原因，平均每年引起的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億美元[2]。橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，遭受破壞后經(jīng)濟(jì)損失大，修復(fù)難度較高。汶川地震基礎(chǔ)交通設(shè)施破壞造成的損失達(dá) 600 多億人民幣，共計(jì) 6140 座橋梁遭受不同程度損壞[3]。橋梁破壞亦會(huì)嚴(yán)重影響震后救災(zāi)工作的有序進(jìn)行，造成生命財(cái)產(chǎn)的二次損害。在 1995 年唐山大地震中，遭受震害的鐵路橋梁占總數(shù)的 39.3%，導(dǎo)致救援人員與物資的進(jìn)入通道被切斷，給震后救災(zāi)帶來(lái)極大困難[4]。

該支座具有較好的耐腐蝕，耐微生物，耐徐變等性能。由于采用澆注成藝，加工成型方便。產(chǎn)品呈透明（半透明）型，加工過(guò)程中較易發(fā)現(xiàn)瑕疵，便于產(chǎn)品質(zhì)量控制。1.2 支座結(jié)構(gòu)新型可澆筑式支座的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)板式橡膠支座和高阻尼橡膠支座類似，采用鋼板與新型材料相互交錯(cuò)疊置而成。加勁鋼板約束新型材料的側(cè)向膨脹，提高了的豎向剛度。支座的水平力學(xué)性能與新型材料層總厚度、鋼板有效直徑密切相關(guān)支座結(jié)構(gòu)組成包括外連接鋼板 1、封層鋼板 2、加勁鋼板 3、新型材料 5、剪力 4 和錨固組件。錨固組件包括錨固螺釘 6 和套筒螺栓 7 等。套筒螺栓分別與橋底和墩頂相連起定位作用。圖 2-1 和圖 2-2 分別顯示了新型可澆筑式隔震支座的圖和成品外觀圖。新型高分子改性材料的采用，使得支座在外觀上區(qū)別于傳統(tǒng)隔膠支座，并且因其具有高應(yīng)力的特性，支座在具有較大承載力的同時(shí)尺寸較小
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU352.12

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 沈朝勇;周福霖;崔杰;黃襄云;莊學(xué)真;馬玉宏;;高阻尼隔震橡膠支座的相關(guān)性試驗(yàn)研究及其參數(shù)取值分析[J];地震工程與工程振動(dòng);2012年06期

2 袁涌;朱宏平;資道銘;;高阻尼橡膠隔震支座的力學(xué)性能及隔震效果分析研究[J];預(yù)應(yīng)力技術(shù);2011年01期

3 趙國(guó)輝;劉健新;陳長(zhǎng)海;李震;;西安機(jī)場(chǎng)高速公路橋梁減震系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];橋梁建設(shè);2009年02期

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5 李鴻晶;陸鳴;溫增平;羅韌;;汶川地震橋梁震害的特征[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

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7 袁涌;朱昆;熊世樹;資道銘;;高阻尼橡膠隔震支座的力學(xué)性能及隔震效果研究[J];工程抗震與加固改造;2008年03期

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 魏威;高阻尼橡膠隔震支座速度相關(guān)性力學(xué)模型的理論與試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2017年

2 陳曉東;高性能澆注型聚氨酯彈性體性能與結(jié)構(gòu)形態(tài)相關(guān)關(guān)系的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

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4 江輝;近場(chǎng)地震下橋梁結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的能量方法[D];北京交通大學(xué);2007年

5 劉哲鋒;地震能量反應(yīng)分析方法及其在高層混合結(jié)構(gòu)抗震評(píng)估中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉曉通;滑移隔震結(jié)構(gòu)在近斷層地震作用下的能量分析[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

2 張曉華;透明聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];四川大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2601503