【碩士】三維隔震橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析研究【2007】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：廣州大學(xué)　　學(xué)位年度： 2007年　　橋梁是城市生命線工程的重要組成部分，橋梁隔震技術(shù)對提高橋梁的抗震性能提供了一種有效的解決途徑。國內(nèi)外對橋梁隔震技術(shù)已有不少理論和試驗(yàn)研究，并且在國外的實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用，而國內(nèi)的應(yīng)用卻很少，但目前在多維地震作用及包括豎向在內(nèi)的多維隔震技術(shù)方面的研究并不是很多。本文提出一種新型的橋梁三維隔震支座并對其進(jìn)行相關(guān)的理論和試驗(yàn)研究，以及分析其對連續(xù)橋梁的水平和豎向隔震效果，研究支座參數(shù)、多向地震作用以及橋墩高度等因素對連續(xù)橋梁的地震反應(yīng)及支座隔震效果的影響．本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：　　(1)充分了解了隔震體系的基本原理和隔震裝置的主要類型及性能，全面了解和掌握橋梁減隔震技術(shù)的發(fā)展歷史和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，熟悉三維隔震技術(shù)的研究進(jìn)展，提出本論文的主要研究內(nèi)容?！　?2)隔震橋梁的動力響應(yīng)特性及結(jié)構(gòu)三維地震反應(yīng)分析方法研究：一方面對隔震橋梁動力響應(yīng)特性的影響因素進(jìn)行了分析，從而得出了一些有意義的結(jié)論；另一方面提出了結(jié)構(gòu)三維地震反應(yīng)分析方法，即精確的頻域地震反應(yīng)分析和定性的隨機(jī)地震反應(yīng)分析方法，并介紹了幾種常用的地震動隨機(jī)模型?！　?3)根據(jù)三維隔震技術(shù)的原理，設(shè)計(jì)了一個能同時發(fā)生水平和豎向變形的厚層橡膠隔震支座，它是本文提出的橋梁三維隔震支座的重要組成部分。研究和探討了厚層橡膠隔震支座的構(gòu)造、力學(xué)性能特點(diǎn)及參數(shù)的計(jì)算模型和方法，并對傳統(tǒng)的普通橡膠支座和鉛芯橡膠支座以及新型的厚層橡膠隔震支座進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，對比分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知厚層橡膠隔震支座的水平和豎向力學(xué)性能滿足橋梁三維隔震支座的設(shè)計(jì)要求?！　?4)根據(jù)三維隔震技術(shù)的原理以及鉛的物理及力學(xué)性能，首先提出并設(shè)計(jì)了一種同時具有水平及豎向耗能能力的異型鉛阻尼器，研究和探討了各組成部分的構(gòu)造、力學(xué)性能特點(diǎn)及參數(shù)的計(jì)算模型和方法；然后闡述了試驗(yàn)方法和內(nèi)容，通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納和概括了異型鉛阻尼器的力學(xué)性能特點(diǎn)；最后通過試件的損傷狀態(tài)分析給出了異型鉛阻尼器的改進(jìn)方案。　　(5)對應(yīng)用三維隔震支座的連續(xù)梁橋進(jìn)行仿真分析，基于剛性地基假定建立一座三跨連續(xù)梁橋三維有限元模型，首先分析了連續(xù)梁橋的動力特性；然后采用動力時程分析方法計(jì)算地震作用下橋梁各部位的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，驗(yàn)證了三維隔震支座的水平和豎向隔震效果，研究了支座參數(shù)、多向地震作用及橋墩高度等因素對隔震效果的影響。研究結(jié)果表明，本文所提出的橋梁三維隔震支座具有良好的水平和豎向隔震效果；水平隔震效果隨支座屈服前后剛度比的增大而增加；多向地震作用對三維隔震橋梁地震反應(yīng)和支座的隔震效果均有所影響；隨著橋墩高度的增大，水平隔震效果逐漸增加，但增加趨勢逐漸平緩。　　本文提出的橋梁三維隔震支座及其設(shè)計(jì)分析方法，對于我國的豎向及三維隔震研究具有重要的發(fā)展意義。該支座構(gòu)造簡單，受力合理，造價較低，不僅可以用于建筑、橋梁等工程結(jié)構(gòu)的三維隔震，還可以用于大型機(jī)械設(shè)備的豎向隔震，具有廣闊的應(yīng)用前景．　　

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