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高烈度地震区连续梁桥减隔震设计初步分析研究

作 者: 巩雯
导 师: 张力;唐光武
学 校: 重庆交通大学
专 业: 桥梁与隧道工程
关键词: 高烈度地震区 连续梁桥 普通球型支座 双曲面球型支座 粘滞阻尼器 铅芯橡胶支座 减隔震装置参数分析
分类号: U442.55
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 146次
引 用: 2次
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内容摘要


采用减隔震技术可以显著地改善结构的抗震性能。国外已经有多座桥梁采用了减隔震技术,其中一些采用减隔震技术的桥梁在地震中表示出了良好的抗震性能;而国内在这方面的应用还较少,对于桥梁减隔震设计技术的研究也不系统。为了使桥梁减隔震技术早日在我国得到广泛应用,促进和提高我国的桥梁抗震技术水平,对减隔震技术进行研究是很有必要的。鉴于连续梁桥的结构受力特点,如连续梁桥的一联往往只设立1个固定支座,在地震力作用下处于不利的状态,因此对连续梁桥的减隔震技术进行专门研究尤为必要。本文系统地研究了如双曲面支座、普通球型支座、粘滞阻尼器铅芯橡胶支座等减隔震装置。遵循规范《公路桥梁设计细则》,对在高烈度地震作用下的厦漳大桥北引桥连续梁桥进行了减隔震设计。主要开展了以下几个方面的研究工作:1)分析了桥梁结构震害的特点与起因,简述了桥梁结构抗震设计方法及介绍了若干减隔震装置。概括了桥梁减隔震技术的研究意义。2)介绍了减隔震桥梁的分析、建模方法和减隔震桥梁的概念设计,简述了减隔震桥梁的细部构造设计。3)借助于有限元软件SAP2000,建立厦漳大桥北引桥完整三维有限元模型,分析模式的模拟着重于结构的刚度、质量和边界条件的模拟,使其尽量与实际结构相符。4)根据厦漳大桥北引桥的特点,经过多方案比较,确定了北引桥减隔震装置的布置方案。分析结果表明,减隔震装置的应用,可以使桥梁的减隔震效果达到50%以上。5)对粘滞阻尼器和铅芯橡胶支座的主要设计参数进行了探讨,分析了主要设计参数对结构地震响应和减震效果的影响,为北引桥的减隔震设计提供了参考依据。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 课题背景  8-11
  1.2 桥梁结构抗震设计方法简述  11-12
    1.2.1 传统的基于强度的抗震设计方法  11
    1.2.2 延性抗震设计方法  11
    1.2.3 减隔震控制技术  11-12
  1.3 减隔震的概念、机理和目前的一些实用装置  12-15
    1.3.1 柔性支撑装置  13
    1.3.2 滑动摩擦减隔震装置  13-14
    1.3.3 阻尼器  14-15
  1.4 桥梁结构减隔震技术的研究意义  15
  1.5 本文研究内容安排及创新点  15-17
第二章 减隔震桥梁的设计方法  17-26
  2.1 减隔震桥梁的概念设计  17-20
    2.1.1 减隔震桥梁的设防水准及隔震目标  17-18
    2.1.2 减隔震桥梁的适用情况  18
    2.1.3 减隔震装置的选取与布置原则  18-19
    2.1.4 地震动输入  19-20
  2.2 减隔震桥梁的细部构造设计  20-21
    2.2.1 与传统抗震构造措施的协作  20
    2.2.2 减隔震桥梁构造措施  20-21
  2.3 减隔震分析方法与建模  21-25
    2.3.1 反应谱分析方法  21-22
    2.3.2 时程反应分析方法  22
    2.3.3 分析模型建立  22-25
  2.4 小结  25-26
第三章 厦漳大桥北引桥有限元分析模型  26-35
  3.1 引言  26
  3.2 厦漳大桥北引桥工程概况  26-27
  3.3 连续梁桥有限元分析模型的建立  27-31
    3.3.1 主梁的模拟  27-28
    3.3.2 群桩基础的模拟  28-29
    3.3.3 边界条件的模拟  29-30
    3.3.4 桥墩的模拟  30-31
    3.3.5 厦漳大桥北引桥整体结构有限元模型  31
  3.4 抗震设防标准和设防目标研究  31-33
    3.4.1 抗震设防标准与结构性能目标  31-32
    3.4.2 地震输入确定  32-33
  3.5 小结  33-35
第四章 厦漳大桥北引桥减隔震设计研究  35-63
  4.1 引言  35
  4.2 常用减隔震装置的减隔震原理及力学模型  35-42
    4.2.1 双曲面球型减隔震支座的减隔震机理与计算模型  35-37
    4.2.2 普通球型抗震支座模型和参数  37-38
    4.2.3 粘滞阻尼器减震原理与计算模型  38-40
    4.2.4 铅芯橡胶支座减震原理与计算模型  40-42
  4.3 厦漳大桥北引桥结构减隔震设计布置方案  42-61
    4.3.1 减隔震设计思路  42
    4.3.2 减隔震装置的布置方案  42-48
    4.3.3 支座布置方案效果分析及比较  48-58
    4.3.4 各方案结果比较  58-61
  4.4 小结  61-63
第五章 减隔震装置主要参数设计和建议  63-72
  5.1 双曲面球型支座  63
  5.2 粘滞阻尼器  63-67
  5.3 铅芯橡胶支座  67-70
  5.4 小结  70-72
第六章 结论与展望  72-75
  6.1 本文工作结论  72-73
  6.2 未来工作展望  73-75
参考文献  75-80
在学期间发表的论著及参与的科研项目  80-81
致谢  81

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 勘测、设计与计算 > 桥涵设计 > 震害分析与抗震设计
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