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连续梁桥减隔震支座参数设计与优化
| 论文题名： | 连续梁桥减隔震支座参数设计与优化 |
| 关键词： | 连续梁桥;抗震设计;隔震支座;能量法;递推法 |
| 摘要： | 减、隔震体系通过支座延长结构自振周期，并通过支座阻尼耗散能量，实践证明将这种体系应用于连续梁桥，能够有效的降低连续梁桥的地震内力响应。然而，对于隔震连续梁桥的隔震支座参数设计方法，现未形成统一思路，大多隔震工程的设计还是使用传统的试算调试的方法，使得设计工作量大为增加。提出一种科学、简便的隔震支座参数设计方法，对于提高连续梁桥隔震设计的效率以及可靠性均十分重要。 论文基于能量法建立了铅芯橡胶支座LRB中屈服剪力和摩擦摆支座FPS中摩擦系数的设计计算公式，大大提高了隔震设计计算的效率。先是引入了连续梁桥的隔震支座耗能与结构总输入能之比RAE的概念，然后以连续梁桥的双质点简化模型为研究对象，以地震强度、结构周期以及支座的参数为变量，对7200个LRB双质点隔震模型和9900个FPS双质点隔震模型进行了非线性动力时程分析，并计算每次时程分析的RAE值，结果表明，RAE与隔震结构的地震响应量有很强的相关关系，RAE越大，则隔震结构的各地震响应量越小。在这一规律基础之上，以RAE最大为优化目标，可求得各地震强度下的最优支座参数，通过数据拟合即可得到支座参数的设计计算公式。 对于非规则连续梁桥，桥墩高度各不相同，纵向地震作用下的各墩底弯矩响应差异巨大，隔震桥梁整体的抗震性能因此受到限制，论文提出通过支座刚度的调整来优化非规则桥梁各墩的地震内力，并提出了较为实用的支座参数优化计算方法。 论文先是将墩底弯矩均匀这一优化目标量化为数学模型，然后基于有限元灵敏度法推导了优化迭代计算的迭代公式，在分析了有限元灵敏度法的优缺点及应用局限性的基础上，提出了支座优化的序列递推法，算例计算结果表明，序列递推法具有适应性强并且无条件收敛的优点。在序列递推法的基础上，进一步提出了修正序列递推法，该方法可考虑桥墩惯性力的影响，并适用于多种支座形式，经过支座参数优化计算后，各墩底弯矩差异可以控制在5％以内，解决了非规则桥梁纵向地震下墩底弯矩差异大这一问题。 |
| 作者： | 王凯 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵灿晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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