原文传递
小半径曲线梁桥的地震响应研究及减隔震分析
| 论文题名： | 小半径曲线梁桥的地震响应研究及减隔震分析 |
| 关键词： | 小半径曲线梁桥;减隔震装;地震响应;有限元分析 |
| 摘要： | 小半径曲线梁桥是一种平面和空间内受力极其复杂的不规则桥梁结构，其具有线性优美、跨越能力强、适应性能力强等特点，常常出现在城市高架及山间高速公路处。此类桥梁最大的特点是因其曲率的存在且不断变化，故在强震作用下弯扭耦合效应显现非常明显，导致其平面和空间内受力极其复杂，在强震作用下很容易产生严重的震害，因此研究其在强震作用下的地震响应、减隔震分析及抗震措施的优化就显得尤为重要。本文将重庆市某三跨小半径曲线梁桥作为研究对象，使用Midas Civil有限元软件对其地震响应参数进行分析及对减隔震措施进行优化。论文主要内容如下： （1）使用Midas Civil桥梁分析软件，对一座小半径曲线梁桥进行动力特性分析。分析了桩－土结构相互作用、曲率半径和墩高三种因素对结构自振频率、自振模态和振型质量参与系数的影响。发现考虑桩-土结构相互作用时结构低阶自振频率明显减小，高阶自振频率明显增大；曲率半径增大结构自振频率变化明显但呈非线性规律，半径越小结构高阶自振频率增速越快；墩高增大结构自振频率呈非线性变化趋势，自振振型有明显改变，墩高越低自振频率增速越快，墩高越高自振频率增速越慢，同一墩高时自振频率随阶数增加而增大。 （2）利用时程分析方法，探究不同地震波和输入角度对结构关键部位的地震响应，并得出地震波最不利输入角度。在该角度下分析了桩－土结构相互作用、曲率半径和墩高三种因素对结构地震响应影响。发现曲率半径对结构地震响应影响显著，结构切向内力均大于径向内力，墩顶位移随着曲率半径减小而减小，同一曲率半径下位移先减小后增大；考虑桩-土结构相互作用各墩墩顶位移明显增大，各向内力变化比位移变化更明显；墩高越高内力呈下降趋势，墩顶位移呈上升趋势。 （3）探究不同减隔震装置参数优化后对小半径曲线梁桥减隔震效果对比。结果表明：粘滞阻尼器阻尼指数为0.7且阻尼系数为4000kN·s/m时结构在强震作用下将能达到最优减震效果；铅芯橡胶支座铅芯屈服力为384kN时结构在强震作用下将能达到最优减震效果。通过抗震效果对比，发现两种装置均能起到较好的减隔震效果，从整体来看，粘滞阻尼器的成效好于铅芯橡胶支座。 （4）探究铅芯橡胶支座和防落梁装置联合作用下挡块初始间隙对减隔震效果的影响。结果表明：使用铅芯橡胶支座配合挡块初始间隙为0.08m的防落梁装置进行联合分析不仅比单一使用粘滞阻尼器在内力方面抗震效果好且该组合对位移影响量也相对明显，同时还降低了工程造价，为此类桥梁的抗震措施提供了新思路。 |
| 作者： | 杨佩青 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
