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采用新型挡块的桥梁抗震性能研究
| 论文题名： | 采用新型挡块的桥梁抗震性能研究 |
| 关键词： | 中小跨径梁桥;可更换模块化限位挡块;地震作用;动力响应;抗震性能 |
| 摘要： | 过往桥梁震害表明，普通混凝土挡块难以限制梁体在地震中的滑动，导致国内外中小跨径梁桥在震后破坏普遍。同时，普通混凝土挡块在损坏后修复不易，阻碍桥梁功能恢复，既“限不住”又“难修复”的窘境久难破局。鉴于此，本文提出一种新型可更换模块化限位挡块，具备“限位”、“耗能”和“可更换”三项功能，有望化解难题。为验证该新型挡块的抗震实效，本文以采用新型挡块的中小跨径梁桥为研究对象，基于振动台试验和有限元模拟，探索采用新型挡块的中小跨径梁桥在地震作用下的动力响应变化规律及其抗震性能提升方法，本文主要研究工作如下： （1）根据结构动力试验相似理论，设计并制作缩尺比为1：20的简支梁桥模型，对其进行地震模拟振动台试验。首先，立足实际情况，分别对钢筋混凝土、钢材、有机玻璃等材料开展综合比选，确定采用机玻璃制作模型桥。其次，采用量纲分析法，以工程背景为基础，优化细节确定了模型桥及相关构件的设计，并通过施加质量块弥补了由于模型结构质量不足的效应。最后，基于制作完成的模型桥，确定了振动台试验数据采集及地震波加载方案，并完成了地震模拟振动台试验。 （2）利用结构动力学基本原理，对地震模拟振动台试验数据汇总分析，提取试验模型桥的关键参数响应结果，结合试验现象，研究了不同限位条件及不同支座参数下的试验模型桥结构动力响应效应，探讨了不同敏感参数与试验模型桥抗震性能变化的关联及其规律。 （3）依据摩擦滑移隔震理论，通过ANSYS建立了考虑板式橡胶支座滑移耗能的两跨简支梁桥有限元模型，分别进行了采用新型挡块与不采用新型挡块两种工况下的模型桥地震动加载。通过将有限元模拟结果与振动台试验结果进行对比，研究分析地震动频谱特性、地震动输入强度、是否采用新型挡块、支座摩擦因素等对模型桥地震动力响应的影响规律，研究采用新型挡块的中小跨径梁桥抗震性能与新型挡块在桥梁上的减隔震工作机制。 （4）基于前期研究，选取一座中国西南地区典型中小跨径梁桥，采用Midas/Ci vil建立了有限元模型，开展了工程应用分析，并完成新型挡块在该桥梁上的实地安装。通过对比不同抗震设防烈度情况下，采用新型挡块与采用普通混凝土挡块的桥梁地震结构响应结果，分析探讨了采用新型挡块的桥梁抗震性能变化规律。 |
| 作者： | 李果 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 闫磊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆三峡学院 |
| 学位年度： | 2023 |
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