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原文传递连续梁桥中铅芯橡胶支座力学参数及减隔震性能优化分析

论文题名：	连续梁桥中铅芯橡胶支座力学参数及减隔震性能优化分析
关键词：	铅芯橡胶支座;桩土相互作用;屈服强度;连续梁桥;隔震性能
摘要：	目前，铅芯橡胶支座是桥梁工程抗震中应用范围最为广泛的减隔震装置之一，对降低桥梁震害有着重要意义。连续梁桥是最为常见的桥梁结构形式之一，广泛地应用于城市桥梁、公路桥梁及铁路桥梁等交通工程领域建设中。在历次破坏性地震中，连续梁桥震害严重且震害特征明显。通过对桥梁震害资料统计和桥梁抗震研究，能够对桥梁结构地震防御起到有效地效果。铅芯橡胶支座是一种新兴减隔震装置，能有效地降低桥梁结构地震响应，提高桥梁结构抗震性能。利用铅芯橡胶支座对连续梁桥进行减隔震设计是目前桥梁抗震研究领域的研究热点。　　本文的主要内容是在整理了连续梁桥常见的震害、减隔震技术的发展应用，总结了减隔震技术原理和常用减隔震支座，归纳了桥梁抗震设计方法等工作的基础上，首先基于大型有限元软件Midas Civil建立某三跨连续梁桥实体模型，采用动力时程抗震分析方法，对不考虑与考虑桩土相互作用两种工况下减隔震桥梁地震响应的异同进行分析比较。然后初步选取了八组铅芯橡胶支座作为研究对象，对其减隔震效果进行了优化分析。最后为了使铅芯橡胶支座达到更好的抗震性能，起到最佳减隔震效果，针对铅芯橡胶支座双线型力学模型中的屈服比和屈服强度两个重要参数变化对桥梁减隔震效果的影响进行了一系列的研究。　　通过对不考虑和考虑桩土相互作用两种工况下桥梁结构的振动特性及振型特征分析对比可知，当考虑桩土相互作用时，桥梁结构的振动周期会延长，振型位移值相对减小，而且桩土相互作用会导致桥梁结构内力发生较大变化，尤其是在两种不同工况下墩底弯矩和剪力明显不同。因此，进行桥梁抗震分析时，考虑桩土相互作用影响是一项不可缺少的重要工作。　　针对根据桥梁上部结构自重等荷载作用引起的桥梁支座反力为主要考虑因素，进行选配合适的铅芯橡胶支座，使桥梁结构减隔震效果达到最佳这一问题，进行了一系列的研究分析。本文初步选取了八组支座作为研究对象，以墩底内力、支座内力、支座滞回耗能能力、墩顶加速度、主梁观测点加速度等多项减隔震指标为主要考虑因素，对铅芯橡胶支座的减隔震效果进行了优化分析研究。分析结果表明，对于边墩支座当初选铅芯橡胶支座的竖向承载力约为梁体自重等荷载作用下支座反力的1.31倍，约为地震荷载作用下支座反力的1.09倍时，各减隔震指标取得较好效果。对于中墩支座当初选铅芯橡胶支座的竖向承载力约为梁体自重等荷载作用下支座反力的1.24倍，约为地震荷载作用下支座反力的1.05倍时，各减隔震指标取得较好效果。此时，所有铅芯橡胶支座的铅芯屈服力的总和约为梁体自重的0.08倍。　　最后，本文对铅芯橡胶支座双线型力学模型中屈服比和屈服强度对桥梁减隔震效果进行了一系列的研究。研究表明，屈服比的取值范围为7～10时，减隔震效果最明显。屈服强度的增加对减小支座剪切变形有明显效果，应增大边墩支座的剪切变形能力。
作者：	陈之健
专业：	建筑与土木工程
导师：	赵建锋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文