在中西部地區(qū)高速鐵路大發(fā)展的時(shí)代背景下,相關(guān)的高速鐵路建設(shè)技術(shù)也面臨新的挑戰(zhàn)。目前,以重力式橋墩為主體的高速鐵路橋梁正面臨難以克服的抗震設(shè)計(jì)難題,引入減、隔震技術(shù)是一種必然的選擇。本文以寶蘭客運(yùn)專線(天水段)社棠河大跨連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘?對(duì)大跨度鐵路減、隔震橋梁的地震反應(yīng)計(jì)算方法進(jìn)行深入研究,探索更加合理準(zhǔn)確的等效阻尼比計(jì)算方法,主要的研究工作和成果如下:(1)系統(tǒng)闡述了橋梁結(jié)構(gòu)中減、隔震技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展,總結(jié)了橋梁結(jié)構(gòu)中不同減、隔震技術(shù)所取得的研究成果,并提出減、隔震技術(shù)目前存在的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)等效阻尼比計(jì)算方法及高阻尼反應(yīng)譜的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。(2)基于工程場(chǎng)地附近的54條實(shí)測(cè)強(qiáng)震記錄,計(jì)算高阻尼反應(yīng)譜,并對(duì)不同阻尼比的高阻尼加速度譜、速度譜及位移譜進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明:隨著阻尼比增加,三種反應(yīng)譜的譜值均隨之降低;與5%阻尼比的反應(yīng)譜相比,高阻尼反應(yīng)譜更為平滑,且譜形也發(fā)生一定變化。對(duì)于加速度譜,不同阻尼比對(duì)應(yīng)的特征周期Tg不同,且隨著阻尼比增加,特征周期Tg隨之增大。水平向與豎向反應(yīng)譜具有較一致的變化規(guī)律。(3)針對(duì)國(guó)內(nèi)外已有的等效阻尼比計(jì)算方法,介紹不同方法的計(jì)算原理,總結(jié)與對(duì)比各計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件,并推導(dǎo)出雙曲面球型隔震支座與粘滯阻尼器配合使用時(shí),單自由度系等效阻尼比的計(jì)算公式。(4)建立減、隔震橋梁的有限元模型,采用動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈塑性地震響應(yīng),運(yùn)用減震系數(shù)法計(jì)算減、隔震橋梁的等效阻尼比,進(jìn)而采用高阻尼反應(yīng)譜計(jì)算其等效線性響應(yīng),并與高精度的動(dòng)力時(shí)程分析方法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。分析結(jié)果表明:采用高阻尼反應(yīng)譜進(jìn)行地震反應(yīng)分析時(shí),所計(jì)算的墩梁相對(duì)位移響應(yīng)誤差小于墩底內(nèi)力響應(yīng)誤差,與非線性時(shí)程分析結(jié)果更為接近。在罕遇地震作用下,雙曲面球型隔震支座的抗剪螺栓剪斷,全橋支座放開(kāi),配合液體粘滯阻尼器一起工作,將地震荷載均勻分配至各墩,大幅度減小制動(dòng)墩的內(nèi)力響應(yīng)而增加相鄰墩的內(nèi)力響應(yīng)。在計(jì)算墩底內(nèi)力響應(yīng)時(shí),高阻尼反應(yīng)譜法忽略了雙曲面球型隔震支座配合粘滯阻尼器的相互作用對(duì)墩底內(nèi)力響應(yīng)的影響,明顯低估了相鄰墩的內(nèi)力響應(yīng)。(5)通過(guò)比較動(dòng)力時(shí)程分析法與反應(yīng)譜法的差異,研究不同動(dòng)力響應(yīng)減震系數(shù)法的適用性。結(jié)果表明:采用彎矩法與規(guī)范法計(jì)算的結(jié)構(gòu)等效阻尼比與減、隔震橋梁的結(jié)構(gòu)等效阻尼比較為接近,所計(jì)算的墩底內(nèi)力響應(yīng)綜合誤差約為20%,墩梁相對(duì)位移響應(yīng)綜合誤差為6%。而剪力法低估了減、隔震橋梁結(jié)構(gòu)等效阻尼比,計(jì)算結(jié)果相對(duì)保守,建議采用彎矩法或規(guī)范法計(jì)算減、隔震橋梁結(jié)構(gòu)的等效阻尼比。動(dòng)力響應(yīng)減震系數(shù)法概念清晰,計(jì)算便捷,便于實(shí)際工程應(yīng)用,但在計(jì)算墩底內(nèi)力響應(yīng)時(shí)誤差相對(duì)較大,可作為減、隔震橋梁結(jié)構(gòu)等效阻尼比的初步估算方法。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(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】：

圖 1.4 隔震結(jié)構(gòu)體系分類1.疊層橡膠隔震裝置疊層橡膠隔震裝置是由多層橡膠和多層鋼板交替疊合硫化而成，豎向剛度大，能滿足較高的豎向承載力，而水平剛度較小，通過(guò)橡膠與鋼板的剪切變形來(lái)實(shí)現(xiàn)隔震耗能能力。目前，疊層橡膠隔震支座可分為天然橡膠支座、高阻尼橡膠隔震支座(HDR)和鉛芯

圖 1.5 變曲率摩擦擺式隔震支座擦擺式支座僅針對(duì)一定的地震激勵(lì)和橋型才有摩擦擺隔震支座（VFPB），如圖1.7所示。該支率半徑，超出時(shí)變成一固定斜率的斜面，隔震周層及長(zhǎng)周期地震，VFPB可以通過(guò)外盤的高摩擦系位移量，并推導(dǎo)出該隔震支座的力學(xué)模型。

蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文- 7 -圖1.6 三重摩擦擺式隔震支座 圖1.7 抗隆起摩擦擺式隔震支座由于在豎向地震動(dòng)作用下，摩擦擺式支座受到拉伸甚至脫空，其隔震效果有所降低。為了使摩擦擺式支座具有抵抗拉伸的能力，Roussis和Constantinous[29]研發(fā)了抗隆起摩擦擺隔震支座（XY-FP），如圖1.7所示。XY-FP由兩個(gè)正交單向摩擦擺支座組成，可在兩主方向上沿獨(dú)立軌道滑動(dòng)。研究表明，在多維地震動(dòng)作用下，XY-FP具有較好的隔震效果。目前，摩擦擺式隔震裝置存在以下問(wèn)題：1）摩擦擺式支座設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題。目前根據(jù)使用功能的不同，開(kāi)發(fā)出各種不同類型的摩擦擺式隔震裝置。為適應(yīng)不同橋型、橋長(zhǎng)、墩高以及運(yùn)營(yíng)要求
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2890258