隨著城市軌道交通的迅速發(fā)展,城市橋梁的抗震問題日益突出,市政工程中對于橋梁的減隔震綜合性能提出了更高的要求。三重摩擦擺支座（TFPS）作為一種新型隔震支座,具有良好的耗能機理,能夠提供足夠大的水平位移,滿足具有不同剛度和阻尼工程結(jié)構(gòu)的減隔震設(shè)計。本文以鄭州市某聯(lián)高架連續(xù)梁橋為工程背景,開展了三重摩擦擺支座應(yīng)用于高架橋的隔震性能研究。通過有限元軟件ANSYS建立了三重摩擦擺支座的實體模型,得到了支座在滑動過程中各個階段的位移云圖和力-位移滯回曲線;同時基于Midas Civil軟件建立了全橋的有限元分析模型,采用非線性時程分析法先后進(jìn)行了三重摩擦擺支座的城市高架橋與非隔震支座的地震響應(yīng)研究以及地震波強度、支座參數(shù)（滑動面半徑及摩擦系數(shù)）對隔震橋梁地震響應(yīng)的影響研究。主要結(jié)論如下:（1）三重摩擦擺支座在運動過程中不同滑動面組合滑動時可以產(chǎn)生五個擺動剛度不同的滑動階段,在不同荷載激勵下,能夠通過自身結(jié)構(gòu)進(jìn)入不同滑動狀態(tài)來保證良好的隔震性能,數(shù)值模擬結(jié)果與理論分析對比具有很好的一致性。（2）三重摩擦擺支座可以有效延長城市高架橋在地震作用下的基本周期,降低橋墩內(nèi)力響應(yīng),使各橋墩的內(nèi)力和位移分布更... 

【文章來源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

公路高架橋

1緒論3圖1-1公路高架橋圖1-2輕軌高架橋Figure1-1HighwayviaductFigure1-2Lightrailviaduct高架橋主梁結(jié)構(gòu)形式一般采用簡支梁、連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)橋[16-17]。簡支梁與連續(xù)梁受力簡單，施工方便，多被中小跨徑橋梁所采用；連續(xù)剛構(gòu)橋整體性最好，但是施工復(fù)雜，鋼材成本較高，跨線路段多采用連續(xù)剛構(gòu)橋。橋梁截面形式一般采用箱梁、槽型梁、板梁等[18]，其中工程應(yīng)用中普遍采用箱梁。早期城市高架橋建設(shè)采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，但是由于這種施工方法需要采用封路的形式，封路給人們的出行帶來諸多不便。因此隨著城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展，目前城市高架橋主要采用混凝土現(xiàn)澆的施工方法。城市高架橋作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要一環(huán)，在滿足結(jié)構(gòu)的正常使用功能之外，其外形需具有一定美觀性，需要與整個城市融為一體。因此在城市高架橋的設(shè)計過程中，還需要對橋梁的高度、橋?qū)�、跨徑等進(jìn)行整體設(shè)計。為了滿足不同高度車輛的行駛要求，城市高架橋橋下凈空高度一般在10m～15m之間；為了適應(yīng)交通分叉口、地震承載力和橋梁抗震設(shè)防措施等因素的綜合要求，城市高架橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑一般設(shè)置為25m～30m；橋梁寬度一般不作具體規(guī)定，根據(jù)所在城市發(fā)展情況對應(yīng)控制。主梁兩側(cè)必須設(shè)置隔音墻，降低城市噪音。1.2.2高架橋震害城市高架橋作為維持城市生命線工程的關(guān)鍵部分，在城市交通網(wǎng)絡(luò)中屬于抗震能力最弱的一個環(huán)節(jié)。當(dāng)?shù)卣饋砼R時，城市高架橋一旦發(fā)生破壞甚至坍塌，交通將迅速陷入癱瘓，所帶來的經(jīng)濟損失難以估量。城市交通阻斷還將引發(fā)一系列次生危害，首先給震后的救災(zāi)工作帶來極大的困難，其次對于災(zāi)后重建，人們的生產(chǎn)生活及社會秩序的恢復(fù)，也將造成惡劣的影響。因此進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究，提高城市橋梁的抗震性能顯得尤為重要。城市高架橋主要采用連續(xù)梁

2三重摩擦擺隔震支座的基本理論11x、x、x——分別為加速度、速度、位移。上述振動方程通常采用數(shù)值積分方法進(jìn)行求解，常用的數(shù)值積分法主要由中心差分法、線性加速度法、Newmark-β法等。2.2摩擦單擺隔震支座2.2.1摩擦擺支座的構(gòu)造及原理摩擦擺支座組成部分如圖2-1所示，包括上承板、滑動關(guān)節(jié)、聚四氟乙烯涂層、下承板。摩擦單擺擺動機制的半徑等于下承板滑動曲面的半徑R。摩擦擺支座安裝于隔震結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間，具備較高的豎向承載能力，但其抗拉能力較差[45]。支座在只有豎向壓力，沒有水平外力作用下，支座由于較大的靜摩擦力的存在不會發(fā)生滑動，當(dāng)發(fā)生地震時，地震水平作用力大于支座靜摩擦力，支座開始發(fā)生擺動，通過擺動機制延長結(jié)構(gòu)的自振周期，避開地震波的特征周期。同時利用球面往復(fù)滑動產(chǎn)生的摩擦耗能消耗地震波作用在上部結(jié)構(gòu)的能量[46]。摩擦擺支座簡化運動力學(xué)模型如圖2-2所示。圖2-1摩擦擺支座構(gòu)造圖Figure2-1Structuraldrawingoffrictionpendulumbearing圖2-2摩擦擺支座力學(xué)原理Figure2-2MechanicsprincipleofFrictionpendulumbearing

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于摩擦擺支座的城市高架橋隔震性能研究[D]. 何宇森.華北水利水電大學(xué) 2019
[2]三重摩擦擺高層隔震建筑動力響應(yīng)分析研究[D]. 晏平.東南大學(xué) 2018
[3]近斷層地震動作用下TFPS支座矮塔斜拉橋隔震性能研究[D]. 翟啟遠(yuǎn).蘭州交通大學(xué) 2018
[4]三重摩擦擺支座隔震結(jié)構(gòu)抗震性能分析[D]. 尚繼英.蘭州理工大學(xué) 2017
[5]基于改進(jìn)型SMA-三重摩擦擺支座的層間隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析[D]. 趙健.蘭州理工大學(xué) 2017
[6]設(shè)置三重摩擦擺支座的大高寬比結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析[D]. 黃焱.蘭州理工大學(xué) 2017
[7]三重摩擦擺支座的滯回性能研究與工程算例分析[D]. 李振洋.北京交通大學(xué) 2017
[8]大跨度摩擦擺支座連續(xù)梁減隔震性能研究[D]. 曹鐳.長安大學(xué) 2017
[9]層間隔震多層框架結(jié)構(gòu)及三質(zhì)點模型地震響應(yīng)分析[D]. 李進(jìn)波.北京建筑大學(xué) 2016
[10]設(shè)置改進(jìn)型三重摩擦擺支座的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析[D]. 張凱.蘭州理工大學(xué) 2016



本文編號：3032354