三維隔震橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析研究.pdf

1、橋梁是城市生命線工程的重要組成部分，橋梁隔震技術(shù)對提高橋梁的抗震性能提供了一種有效的解決途徑。國內(nèi)外對橋梁隔震技術(shù)已有不少理論和試驗研究，并且在國外的實際工程中得到了廣泛的應(yīng)用，而國內(nèi)的應(yīng)用卻很少，但目前在多維地震作用及包括豎向在內(nèi)的多維隔震技術(shù)方面的研究并不是很多。本文提出一種新型的橋梁三維隔震支座并對其進行相關(guān)的理論和試驗研究，以及分析其對連續(xù)橋梁的水平和豎向隔震效果，研究支座參數(shù)、多向地震作用以及橋墩高度等因素對連續(xù)橋梁的地震反應(yīng)

2、及支座隔震效果的影響。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： (1)充分了解了隔震體系的基本原理和隔震裝置的主要類型及性能，全面了解和掌握橋梁減隔震技術(shù)的發(fā)展歷史和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，熟悉三維隔震技術(shù)的研究進展，提出本論文的主要研究內(nèi)容。 (2)隔震橋梁的動力響應(yīng)特性及結(jié)構(gòu)三維地震反應(yīng)分析方法研究：一方面對隔震橋梁動力響應(yīng)特性的影響因素進行了分析，從而得出了一些有意義的結(jié)論；另一方面提出了結(jié)構(gòu)三維地震反應(yīng)分析方法，即精確的頻域

3、地震反應(yīng)分析和定性的隨機地震反應(yīng)分析方法，并介紹了幾種常用的地震動隨機模型。 (3)根據(jù)三維隔震技術(shù)的原理，設(shè)計了一個能同時發(fā)生水平和豎向變形的厚層橡膠隔震支座，它是本文提出的橋梁三維隔震支座的重要組成部分。研究和探討了厚層橡膠隔震支座的構(gòu)造、力學(xué)性能特點及參數(shù)的計算模型和方法，并對傳統(tǒng)的普通橡膠支座和鉛芯橡膠支座以及新型的厚層橡膠隔震支座進行了系統(tǒng)的試驗研究，對比分析試驗數(shù)據(jù)可知厚層橡膠隔震支座的水平和豎向力學(xué)性能滿足橋梁三維

4、隔震支座的設(shè)計要求。 (4)根據(jù)三維隔震技術(shù)的原理以及鉛的物理及力學(xué)性能，首先提出并設(shè)計了一種同時具有水平及豎向耗能能力的異型鉛阻尼器，研究和探討了各組成部分的構(gòu)造、力學(xué)性能特點及參數(shù)的計算模型和方法；然后闡述了試驗方法和內(nèi)容，通過分析試驗數(shù)據(jù)歸納和概括了異型鉛阻尼器的力學(xué)性能特點；最后通過試件的損傷狀態(tài)分析給出了異型鉛阻尼器的改進方案。 (5)對應(yīng)用三維隔震支座的連續(xù)梁橋進行仿真分析，基于剛性地基假定建立一座三跨連續(xù)梁

5、橋三維有限元模型，首先分析了連續(xù)梁橋的動力特性；然后采用動力時程分析方法計算地震作用下橋梁各部位的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，驗證了三維隔震支座的水平和豎向隔震效果，研究了支座參數(shù)、多向地震作用及橋墩高度等因素對隔震效果的影響。研究結(jié)果表明，本文所提出的橋梁三維隔震支座具有良好的水平和豎向隔震效果；水平隔震效果隨支座屈服前后剛度比的增大而增加；多向地震作用對三維隔震橋梁地震反應(yīng)和支座的隔震效果均有所影響；隨著橋墩高度的增大，水平隔震效果逐漸增加，但增加趨