發(fā)布時(shí)間：2020-08-31 12:45

　　 曲線梁橋是梁式橋的一個(gè)重要組成部分,對(duì)空間和線形的限制有著良好的適應(yīng)性,廣泛應(yīng)用于城市高架橋、立交橋以及高等級(jí)公路工程中。由于幾何上的不規(guī)則性,曲線梁橋的質(zhì)量中心與剛度中心不再重合,地震作用下可能發(fā)生平面內(nèi)扭轉(zhuǎn),進(jìn)而導(dǎo)致受力復(fù)雜。目前關(guān)于曲線梁橋的抗震研究已初成體系,相應(yīng)的規(guī)范也在制定完善中。但同時(shí)也存在一些問題有待進(jìn)一步研究,如曲線梁橋簡(jiǎn)化為直線橋抗震分析的臨界條件,主梁圓心角、支座布置位置、支座參數(shù)等對(duì)隔震曲線梁橋地震響應(yīng)的影響規(guī)律,地震動(dòng)相對(duì)于曲線梁橋輸入方向的確定,長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下曲線梁橋減隔震分析等。本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上,針對(duì)上述問題主要開展的工作與取得的結(jié)論如下:(1)將隔震曲線梁橋簡(jiǎn)化為三自由度系統(tǒng),基于拉格朗日方程推導(dǎo)出了其前三階模態(tài)的簡(jiǎn)化計(jì)算公式,并進(jìn)行了算例驗(yàn)證。結(jié)果表明,圓心角對(duì)隔震曲線連續(xù)梁橋的模態(tài)影響不大,但是圓心角的增大可能會(huì)加大橋梁質(zhì)量中心與剛度中心之間的距離,進(jìn)而增大主梁發(fā)生平面內(nèi)扭轉(zhuǎn)的可能性。支座布置位置的不同會(huì)在一定程度上影響隔震曲線連續(xù)梁橋的扭轉(zhuǎn)剛度,使得橋梁扭轉(zhuǎn)頻率發(fā)生改變。當(dāng)ξ在0.25~0.4范圍內(nèi)逐漸增大時(shí),橋梁一階振型為主梁平動(dòng)加平面內(nèi)扭轉(zhuǎn),其頻率值逐漸減小。對(duì)于常見的等跨隔震曲線連續(xù)梁橋,尤其要注意長(zhǎng)周期地震動(dòng)的影響。(2)研究了隔震支座屈服力、屈服前剛度、屈服后剛度、圓心角等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)隔震曲線梁橋地震響應(yīng)的影響。結(jié)果表明,圓心角對(duì)隔震曲線梁橋的主梁縱向位移影響不大,但對(duì)主梁橫向位移有顯著影響,隨著圓心角增大,某一端橋墩處的主梁橫向位移增大,與之對(duì)稱的另一端橋墩處主梁橫向位移減小,主梁發(fā)生了一定程度的平面內(nèi)扭轉(zhuǎn),且這種扭轉(zhuǎn)隨著圓心角的增大逐漸增大。隔震支座的存在,大大降低了橋墩的地震慣性力,甚至能夠保證橋墩始終保持在彈性狀態(tài),但同時(shí)也會(huì)帶來支座位移過大的問題。而適當(dāng)增大屈服力,適當(dāng)增大屈服前剛度并減小屈服后剛度,在一定程度上能夠提高減隔震效果,降低支座位移。(3)研究了地震動(dòng)峰值加速度、PGA/PGV以及地震動(dòng)相對(duì)結(jié)構(gòu)的輸入角度對(duì)隔震曲線梁橋地震響應(yīng)的影響。結(jié)果表明,地震動(dòng)峰值加速度的增大一方面會(huì)增大橋梁的地震響應(yīng),另一方面會(huì)使曲線梁橋發(fā)生平面內(nèi)扭轉(zhuǎn),增大主梁某端處的橫向位移。PGA/PGV較小的地震動(dòng)相對(duì)來說更為不利,會(huì)使得隔震曲線梁橋產(chǎn)生較大的支座位移以及橋墩剪力;但PGA/PGV的變化并不會(huì)顯著引起隔震曲線梁橋主梁的平面內(nèi)扭轉(zhuǎn)。此外,針對(duì)橋梁不同關(guān)鍵部位,地震動(dòng)最不利輸入方向是不同的;針對(duì)同一關(guān)鍵部位,若地震動(dòng)類型不同,最不利輸入方向也是不同的。也就是說只有在地震動(dòng)類型、橋梁關(guān)鍵部位、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)等諸多因素都確定后,最不利輸入角度的定義才有意義。而籠統(tǒng)的定義某個(gè)確定的角度是曲線梁橋的最不利地震動(dòng)輸入方向是不合理的。(4)在隔震曲線梁橋兩端滑動(dòng)型支座處設(shè)置粘滯阻尼器,重點(diǎn)針對(duì)阻尼器的阻尼系數(shù)和速度指數(shù)進(jìn)行參數(shù)敏感性分析。并在此基礎(chǔ)上,基于層次分析法(AHP),對(duì)粘滯阻尼器的減震效果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,在引入粘滯阻尼器后,主梁平動(dòng)位移、平面內(nèi)轉(zhuǎn)角、支座位移以及中間橋墩剪力均大幅減小。盡管會(huì)使得邊墩內(nèi)力增大,但由于滑動(dòng)支座傳遞給邊墩的力較小,該處橋墩仍處于彈性狀態(tài),表明粘滯阻尼器對(duì)于隔震曲線梁橋減震具有明顯效果。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U442.55
【部分圖文】：

地震動(dòng)輸入方向示意圖

粘滯阻尼器實(shí)物

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本文編號(hào)：2808820