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梁和板式橡胶支座受力分析与监测方法研究
| 论文题名： | 梁和板式橡胶支座受力分析与监测方法研究 |
| 关键词： | 板式橡胶支座;支座受力;桥梁健康监测;应变片测量;连接方式 |
| 摘要： | 桥梁健康监测是建立结构安全预警的必要条件，而支座是桥梁结构的基本构件，也是承担桥梁结构的上部荷载传递到下部结构的重要部件，但却是桥梁健康监测中的薄弱环节。支座轴力的测量则是桥梁支座监测的基本内容，而目前对于针对该方面的研究较少。因此，本文着重对板式橡胶支座轴力测量方法进行了研究，探索支座受力特点，为之后智能支座监测系统的研制奠定基础，完成了如下内容： （1）简要介绍了板式橡胶支座的结构特点与发展情况，阐述了国内外学者对智能支座的研究以及板式橡胶支座轴向抗压刚度、减震等方面的研究情况。根据实际工程的需求，拟定了智能支座监测系统的必要模块。 （2）针对橡胶材料的不可压缩性，推导了橡胶本构模型的意义，根据实际情况，选择Yeah模型作为有限元软件模拟所采用的橡胶本构关系曲线。阐述了橡胶材料的徐变、老化等影响橡胶使用性能的影响。 （3）对简支梁桥、连续梁桥的支座受力特点进行分析，结果表明支座受力以竖直方向的压力为主，桥梁温度以及支座摩擦滑移会引起部分水平方向的受力。随着混凝土桥梁使用年限的增加，支座所受到的压力也会增加。借助MidasCivil软件，分析中等跨径的连续连桥的中间墩采用墩梁固结、固定支座连接、板式橡胶支座连接对梁桥抗震性能的影响，比较三种连接方式中板式橡胶支座的抗震性能表现。 （4）在支座钢板上布置应变片，进行轴压实验。为此，提出四种应变片连接方式，并对应变片进行分组，以探索合适的测量方式测量支座受力情况。实验结果表明，将沿半径方向、位置为半径一半的四个应变片进行全桥接线方式的效果最好。 （5）利用ABAQUS软件对板式橡胶支座的轴压、剪切性能进行了分析。结果表明，轴压作用下，支座内部钢板中心应力较小，并沿着半径方向逐渐增大，支座内部钢板每一层的最大应力为上一层钢板的最大应力的60%-80%，呈现递减趋势。无论是轴压还是剪切，支座受力都呈现一定的对称性。此外，模拟不同橡胶厚度、不同底面直径的板式橡胶支座，得到类似实验支座的受力特点及规律。在实验以及实际使用过程中，可以利用这些特性以简化测量。 |
| 作者： | 白京鑫 |
| 专业： | 工程(建筑与土木工程) |
| 导师： | 邓年春;郝天之 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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