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原文传递中外桥梁减隔震规范对比研究分析

论文题名：	中外桥梁减隔震规范对比研究分析
关键词：	桥梁设计;减隔震规范;阻尼修正系数;等效线性化模型
摘要：	近年来，随着减隔震技术的发展，减隔震技术在中外桥梁抗震设计中得到了广泛应用，各国也陆续对减隔震规范进行了修订。现有研究对于各国新规范的对比分析较少，各国规范中对于减隔震设计的相关规定及其适用性均有所不同，且安全性存在差异，我国桥梁减隔震规范虽有所发展，但仍存在着相关规定不够系统及欠缺安全评价等问题。为解决上述问题，本文首先对各国桥梁减隔震规范条文进行了对比分析总结，并研究了不同因素下各国阻尼修正系数修正精度，进一步对各国规范隔震支座所采用的等效线性化模型的安全差异性进行研究，最后对各国规范伸缩缝规定的合理性及隔震支座参数对隔震桥梁碰撞的影响进行计算分析，本文的研究对我国规范的修订和完善及实际工程应用提供有意义的参考。　　具体研究内容及成果如下：　　（1）针对断层距、有无脉冲和阻尼比等参数对各国阻尼修正公式的影响进行研究分析，指出我国规范存在问题，并对我国桥梁减隔震规范阻尼修正系数表达式的修订提出建议。　　选取Ⅱ类场地下800条强震记录，研究给出了断层距、有无脉冲和阻尼比对各国阻尼修正系数适用性影响规律，结果表明，在关注周期范围内（0-4s）,各国阻尼修正公式对远场地震动适用性要优于近场地震动，对近场无脉冲地震动适用性要优于近场有脉冲地震动；在阻尼比较小时，EC8修正精度最高，在阻尼比较大时，Caltrans和日本规范修正精度最高；值得注意的是，中国规范对反应谱长周期段修正偏于不安全，为解决该问题，本文建议在规范修订时引入分段函数，确定不同周期范围内阻尼修正系数表达式。　　（2）计算不同条件下各国规范隔震支座等效线性化结果及相应结构地震响应结果，基于计算结果对比分析各国规范等效线性化模型安全性差异，为将来对我国规范进行等效线性化模型的修订提供有意义的参考。　　建立一等效双自由度单墩模型，给出隔震支座反应谱分析迭代流程，计算不同屈服位移和硬化比下隔震支座等效线性化结果，并根据各国规范阻尼修正系数对5%阻尼比弹性反应谱进行修正，得到不同工况下结构反应谱分析结果，并进一步对各国规范等效线性化模型的安全性进行评价，结果显示，我国等效线性化模型的抗震安全性不足，本文研究为我国规范等效线性化模型的修订提供有意义的参考。　　（3）对各国规范关于伸缩缝规定的合理性进行了研究，计算分析了影响隔震桥梁碰撞响应的关键因素，为我国规范伸缩缝宽度限值确定提供依据。　　基于SAP2000建立了某公路连续梁桥有限元模型，按照中国和日本规范确定伸缩缝宽度并进行碰撞响应分析，同时研究了隔震支座参数对梁间碰撞效应的影响。结果表明：随隔震支座屈服前刚度和屈服后刚度同步增大或屈服力增大，梁间碰撞效应逐渐减弱；为了保证隔震桥梁兼具较小的碰撞效应和较好的隔震能力，建议屈重比保持在2.3%-3.8%范围内；日本规范关于伸缩缝布置较为合理，而按我国规范布置的伸缩缝梁间发生碰撞概率较大偏于不安全，建议我国进行规范修订时考虑实桥动力特性、隔震支座参数和施工误差综合确定伸缩缝宽度最低限值，同时引入屈重比这一指标来确保隔震支座参数设置的合理性。
作者：	胡志远
专业：	土木工程
导师：	钟铁毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2023