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原文传递斜交连续梁桥近场地震反应及减隔震分析

论文题名：	斜交连续梁桥近场地震反应及减隔震分析
关键词：	斜交桥;铅芯橡胶支座;近断层脉冲地震;减震率
摘要：	我国经济的快速发展使交通网络逐渐完善，斜交桥由于独特的线型优势被越来越广泛的应用在断层活动频繁，近断层地震动时常发生的西部地区，斜交桥结构特殊，受力复杂，在强震作用下的响应更为强烈，在世界各地历次发生的大地震中破坏程度远远超过正交桥。　　为了研究斜交桥在地震动作用下的响应规律，本文首先分析了斜交梁桥的动力特性，探讨了斜交角度、墩高，是否考虑桩-土相互作用对斜交梁桥的动力特性的影响，其次研究在普通地震动和近断层脉冲地震动作用下，不同斜交角度和墩高对墩底内力和墩顶位移的影响，最后通过对符合设计要求的五种铅芯铅芯橡胶支座进行参数优化，通过分析选出减震率最优的支座，并以此为减隔震装置探究墩高和斜交角度的增大对桥梁结构减震率的影响。为类似桥梁提供参考依据，具体研究内容如下：　　（1）以我国西部某斜交连续梁桥为研究背景，运用有限元分析软件Midas Civil建立结构的动力特性模型，考虑不同斜交角度、有无桩－土相互作用和墩高变化等三种关键因素的作用下桥梁结构的振型特性和自振周期的变化规律，研究结果显示：斜交箱梁桥角度的增大会使结构的频率发生改变，在总体上呈现着随角度增大而减小的趋势，出现扭转变形的阶次提前且变形程度增大。墩高的增加使桥梁结构的频率明显减小，影响着桥墩的刚度，桥墩弯曲变形的程度随着墩高的增加而明显增加。本桥型属于中小跨径斜交桥，桩基础的高度很低，结构自身拥有较大的刚度，在探究是否考虑桩－土相互作用时，两者频率十分接近，所以后续的研究里暂不考虑桩－土作用的影响。　　（2）将地震动以顺桥向和横桥向分别输入到模型中，研究在普通地震动和近断层脉冲地震动作用下斜交箱梁桥不同角度和墩高变化对墩底内力的影响。结果显示桥梁结构在两种地震动作用下都有明显的变化，但近断层脉冲地震动作用时，斜交角度的增大会使桥梁内力形式变得更加复杂，其横向墩底内力的最大差值远小于纵向，墩顶横向位移总是大于纵向位移，要小心梁体的侧翻。当墩高增加时，斜交桥的墩顶位移也会随之增大，且墩底纵向弯矩也会明显增强。易发生梁体的滑落和墩底的纵向断裂。　　（3）根据桥型实际情况出发，参考规范选择符合设计要求的五种铅芯橡胶支座进行参数优化，选择其中减震率最高的支座为本桥的减隔震装置。探究墩高和斜交角度的变化对其影响规律。研究数据表明，屈服后刚度为铅芯橡胶支座的主要影响参数，且随屈服后刚度的增加呈现减小的趋势。墩高的增加使得桥梁结构整体变柔的同时降低铅芯橡胶支座的减震率，所以在采取高桥墩的斜交箱梁桥时需要慎重的考虑这一因素。斜交角度的增大会使铅芯橡胶支座的减震率先增大后减小且在30°时减震效率达到最大。减震率都在30%以上，具有良好的减震效果，适用于斜交桥的各个角度。
作者：	张壮壮
专业：	土木水利
导师：	田英侠;荆罡
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安工业大学
学位年度：	2023