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连续梁桥防落梁装置试验和理论研究
| 论文题名： | 连续梁桥防落梁装置试验和理论研究 |
| 关键词： | 连续梁桥;防落梁装置;弹塑性挡块;滞回曲线;拟静力试验;振动台试验 |
| 摘要： | 从历次强烈破坏性地震中可以看出，桥梁因支承搭接长度不足、支承连接件失效等引起落梁常有发生，从梁体下落的形式看，有顺桥向的，也有横桥向的。国内所采用的防落梁装置一般是作为构造措施，没有经过计算和设计，在地震作用下很难起到真正的防落梁效果。基于此背景，本文对连续梁桥防落梁装置进行了理论和试验的研究，开发了弹塑性挡块。主要内容如下： (1)在查阅大量国内外文献的基础上，对桥梁防落梁装置的试验、影响参数、设计理论和规范等方面的研究现状进行了系统的回顾与总结。 (2)针对强震作用下连续梁桥纵桥向固定支座未破坏和考虑固定支座破坏两种情况，通过非线性时程方法对比研究了连续梁桥纵桥向两种防落梁装置(连梁装置和限位装置)的防落梁效果，讨论了相邻两联连续梁桥不同周期比和碰撞对防落梁效果的影响，并进行了防落梁装置中缆索数量的参数分析。 (3)以X形加劲阻尼耗能装置为原型开发了弹塑性挡块，并提出了在单调加载下弹塑性挡块的设计方法。通过拟静力试验测试了弹塑性挡块的滞回曲线和骨架曲线，讨论了弹塑性挡块的破坏过程。推导了基于双线性本构关系的弹塑性挡块滞回曲线的解析方程。对比了循环荷载作用下解析方法、纤维单元方法、实体单元方法三种模拟方法计算的弹塑性挡块滞回曲线，并与拟静力试验得到的弹塑性挡块滞回曲线进行了比较。 (4)通过拟静力试验得到了循环荷载作用下板式橡胶支座与钢板的摩擦系数和弹塑性挡块与板式橡胶支座联合的力-位移模式。通过振动台试验研究了在简谐地震作用下直接放置在板式橡胶支座上的梁体的运动规律、板式橡胶支座与钢板的摩擦系数，并且验证了弹塑性挡块对限制直接放置在板式橡胶支座上的梁体位移的效果。 (5)分析了采用弹性挡块时和采用弹塑性挡块时单墩挡块-支座-桥墩联合刚度，给出了弹塑性挡块屈服强度和初始刚度的确定原则。通过对连续梁桥弹塑性挡块的布置进行了参数分析，提出了地震作用下减小弹塑性挡块位移需求的建议。对比了采用弹性挡块和采用弹塑性挡块时连续梁桥的地震反应。对宁江大桥采用的弹塑性挡块进行详细的参数分析和布置。 研究表明，对于连续梁桥纵桥向，限位装置可以减小墩梁相对离开位移，随着限位装置中缆索数量的增加，墩梁相对离开位移逐渐减小，过渡墩墩底弯矩逐渐增大，左右联固定墩墩顶位移延性需求逐渐增大；连梁装置对减小墩梁相对离开位移效果不明显。对于连续梁桥横桥向，与采用弹性挡块相比，采用弹塑性挡块可以减小连续梁桥的地震反应。 |
| 作者： | 黄小国 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李建中 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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