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原文传递新型桥梁支座力学性能试验研究

论文题名：	新型桥梁支座力学性能试验研究
关键词：	桥梁工程;金属橡胶支座;压缩试验;转动刚度;振动台试验;地震反应
摘要：	为解决板式橡胶支座因橡胶老化而导致的耐久性问题，采用金属橡胶代替传统橡胶，提出了一种新型支座，给出了其关键构造参数，设计并加工了3组新型桥梁支座，开展了新型桥梁支座的力学性能试验研究，基于试验结果进行了支座本构关系的理论研究。　　通过压缩试验获得了不同设计应力下新型支座的竖向力-位移关系曲线，新型支座竖向力-位移关系曲线具有明显的非线性特征，可分为软特性与硬特性两个阶段。研究了荷载幅值、加载速度、相对密度、支座形状系数对支座的等效刚度、割线刚度、切线刚度、损耗因子、循环耗能、切线模量等力学性能参数的影响。加载速度对新型支座竖向力学性能的影响可以忽略;新型支座的等效刚度和循环耗能随荷载增加而呈线性增长、损耗因子则减小。新型支座的循环耗能随相对密度增大而减小，支座割线刚度随形状系数增大而增大。参考板式橡胶支座的转角试验，进行了新型支座转动试验，试验时考虑了设计应力（支座使用时所受荷载）对支座转动刚度的影响，获得了转动力矩-转角关系曲线。新型支座的转动性能可满足相关规范对桥梁支座转动性能的要求，新型支座的转动刚度与其设计应力呈线性关系。　　基于MATLAB平台，对新型支座的本构关系进行了数值拟合，得到了能够表示新型支座本构关系的函数表达式。通过试验的支座应力-应变关系分析得到了新型支座的切线模量。通过对切线模量-应力关系分析，得到了能够表示切线模量的函数表达式，在此基础上，推导出了新型支座的竖向刚度理论计算公式，与试验结果吻合较好。竖向刚度理论计算公式可以在支座初步设计时用来计算新型支座的竖向刚度，以确定新型支座关键构造参数。　　输入强震记录，振动台桥梁模型试验考查了新型支座的减、隔震效果，得到了各测点的位移，加速度及墩底应变，并与构造尺寸接近的板式橡胶支座桥梁模型的地震反应结果进行了比较。新型支座桥梁模型的地震反应与板式橡胶支座桥梁的结果相近，新型支座具有较好的减、隔震性能。　　新型支座可以改善现有中小跨桥梁的使用性能，研究成果对新型支座的加工设计及工程应用具有一定的理论及实用价值。
作者：	张颖周
专业：	防灾减灾工程及防护工程
导师：	夏修身
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文