發(fā)布時間：2020-03-26 19:09

【摘要】：速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座是一種具有應(yīng)用前景的減隔震裝置,其工作原理是通過在分離式變曲率摩擦擺支座上安裝速度鎖定器,控制支座在橋梁正常使用和不同水準地震作用下的工作方式。本文通過有限元分析和振動臺模型試驗,研究其對連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)的減震性能,并應(yīng)用于工程實際,主要工作如下:(1)選取了三種跨徑的連續(xù)箱梁橋,不設(shè)置減隔震裝置,建立其有限元計算模型,采用時程分析方法分析其在四種場地類型、7條地震波作用下的響應(yīng)。(2)分別對3個橋梁有限元模型設(shè)置不同數(shù)量的速度鎖定變曲率摩擦擺支座,分析其在不同場地條件、不同水準地震作用下的減震效果,結(jié)果表明,在E1地震作用下,設(shè)置該支座可減小單個橋墩承擔的地震作用,地震作用消減率與結(jié)構(gòu)自振周期有關(guān);在E2地震作用下,設(shè)置該支座可減小單個橋墩承擔的地震作用,同時還能很大程度減小主梁位移。(3)建立速度鎖定變曲率摩擦擺支座實體模型,分析了其滯回性能;在橫向地震水平作用與縱向地震作用下支座剪力銷的剪斷力設(shè)計值比值在1.1~1.8之間,剪力銷剪斷力設(shè)計值由橫向地震作用決定;摩擦擺球擺直徑越大,骨架曲線屈服后剛度和有效剛度越小。(4)完成了3×30m等截面連續(xù)梁橋振動臺縮尺模型試驗,試驗結(jié)果表明,設(shè)置速度鎖定變曲率摩擦擺支座時模型加速度響應(yīng)小幅增大,位移響應(yīng)減小,固定墩墩頂剪力顯著減小;速度鎖定變曲率摩擦擺支座能使各橋墩共同抵抗地震作用,進一步減小固定墩墩頂剪力。(5)將速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座應(yīng)用于津漢高速公路漢蔡路至海濱高速高架段上跨中央大道橋梁G20~G23墩,分析了設(shè)置支座后橋梁結(jié)構(gòu)的減震效果,并對其經(jīng)濟性進行評價。
【圖文】：

（c） 唐山地震橋梁破壞 （d） Loma Prieta 地震橋梁破壞圖 1-1 地震下橋梁結(jié)構(gòu)的破壞近年來地震造成橋梁破壞的形式主要有以下幾種：（1）上部結(jié)構(gòu)的破壞：地震作用下一般并不直接引起橋梁上部結(jié)構(gòu)的破壞，此類破壞較為少見。（2）支撐連接件的破壞：當橋梁受到地震作用時，往往造成橋梁支撐連接部位的破壞，造成上部結(jié)構(gòu)的脫落、滑移等破壞，此類破壞極為常見。（3）下部結(jié)構(gòu)的破壞：在地震作用下，橋梁墩、臺及基礎(chǔ)由于受到水平地震作用產(chǎn)生破壞，此類破壞同樣極為常見。國內(nèi)外震害調(diào)查表明，橋梁結(jié)構(gòu)震害主要表現(xiàn)為：（1）主梁墜落；（2）橋墩折斷、開裂、鋼筋屈服；（3）橋臺滑移、下沉、開裂；（4）基礎(chǔ)破壞；（5）支座脫落破壞；（6）擋塊破壞。1.1.2 摩擦擺支座與速度鎖定器的作用

1.2.3 摩擦擺支座在橋梁減隔震中的應(yīng)用1. 工作原理摩擦擺支座是由美國的 Zayas 教授于 1985 年首先提出。摩擦擺支座是一種利用曲面間摩擦力耗能的隔震裝置，其工作原理是利用上部結(jié)構(gòu)自重使得其摩擦力較小的圓弧面上滑動，通過滑動層間的摩擦力對地震進行耗能，從而減少向橋梁上部傳遞的地震能，具有保護上部結(jié)構(gòu)的功能。因為摩擦擺支座可以依靠上部自重的分力克服摩擦面間的摩擦力，，本身能夠自動復位。同時，由于摩擦擺支座的自振周期主要由自身的摩擦半徑?jīng)Q定，不受上部結(jié)構(gòu)的影響，所以其對地震激勵的頻率范圍具有低敏感性。圖 1-2 給出了經(jīng)典摩擦擺支座的截面及運動示意，該系統(tǒng)的滑塊中有一關(guān)節(jié)，它使滑塊能夠在沿滑道滑動時保持水平�；琅c滑塊滑動面具有相同的曲率半徑且涂有低摩擦材料，系統(tǒng)的周期和剛度可通過曲率半徑來控制，阻尼則由動摩擦系數(shù)來控制。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U442.55

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本文編號：2601847