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公路桥梁减、抗震防落梁系统研究

作　者: 朱文正
导　师: 刘健新
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 防落梁系统 连梁装置 限位装置 梁搁置长度 缓冲装置
分类号: U441.3
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要


桥梁上部结构的落梁是桥梁倒塌的首要原因。如果作用在结构上的地震力足以使支座破坏，则上部结构很容易从支承上脱落。防落梁系统是一种新型的减、抗震设计和加固方法，由梁搁置长度、限位装置、连梁装置等三部分组成的，其主要功能是阻止梁从支承上脱落。越来越多的桥梁震害使得国内外越来越多的专家学者投入到此方面的研究，并取得了很多成果，并在工程实际中得到了许多应用。但是在(耗能)限位装置的设计方法、连梁装置的设计及实用化、缓冲装置的研究与开发等方面还有许多问题，并且此系统的研究在国内还处于空白阶段，虽然有些工程应用，还仅仅是定性的使用，没有相应的计算理论，更没有与国内抗震规范相适应的计算方法。 本文以开发研究新型的限位装置、连梁装置——(铅)高阻尼橡胶限位装置和(铅)高阻尼橡胶连梁装置，建立与正在修订的抗震规范相适应的防落梁系统设计理论和设计方法为目的。主要完成了如下工作： (1)(铅)高阻尼橡胶限位装置的性能试验 对高阻尼材料在不同频率、应变幅值和厚度下进行试验研究，以考察高阻尼橡胶限位器的耗能性能及各影响参数对其性能的影响规律；对作者开发的新型限位装置——(铅)高阻尼橡胶限位装置进行性能试验，研究其耗能性能和滞回性能的稳定性，探求不同参数对其性能的影响规律。 (2)粘性剪切型阻尼器(限位器)的性能试验 对阻尼器在不同频率、位移幅值和剪切面积下进行试验研究，以考察阻尼器的耗能性能及各影响参数对其性能的影响规律；对粘性剪切型阻尼器的阻尼性能计算公式的使用范围进行确定。 (3)梁搁置长度计算研究 通过修改桥梁参数，对常用于计算梁搁置长度的反应谱法和静力法进行介绍和对比，了解两种方法结果的差异，分析其产生差别的原因，找出更适合于工程应用的梁搁置长度计算方法；对现在常用的支承长度拓宽方法进行了介绍。 (4)连梁装置设计理论与方法研究 考虑场地土的不同地震动参数和桥梁等级的不同，在论文中引入桥梁地震荷载重要系数，并根据冲击荷载的反应谱，提出连梁装置的设计地震力力和位移计算方法；参照国内外的连梁装置设计使用的现状，介绍了多种类型连梁装置的选用及安装方法;对连梁装置缓冲部分不同的构造进行了试验。 (5)(耗能型)限位器设计方法研究 在了解和分析影响限位器作用效果的各种因素的基础上，对现有限位器设计方法的优劣进行对比，提出了基于反应谱法的应用范围更广泛的(耗能型)限位器的实际计算方法，并采用非线性动力时程分析对计算结果进行了验证;参照连梁装置的设计思想，提出了常用的锚固限位器和限位挡块的静力设计方法。 (6)缓冲装置性能试验研究 对多种材料制作的不同构造的缓冲装置进行试验研究，以了解不同材料和构造的缓冲装置的力一变位曲线，研究它们的耗能性能和缓冲效果，以期找到性能较好的缓冲装置。在试验的基础上提出了缓冲装置的设计方法和计算模型。 (7)缓冲装置设计方法研究 采用动力时程分析方法计算安装与不安装缓冲装置时结构的地震反应，对普通橡胶缓冲装置的耗能和非耗能计算模型的缓冲效果进行比较，并采用动力时程分析方法对不同构造的缓冲装置的缓冲效果进行对比。

全文目录


第一章 绪论  8-28
  1.1 地震灾害  8
  1.2 我国桥梁结构抗震面临的严峻形势和任务  8-11
  1.3 桥梁震害及分析  11-14
  1.4 减、隔震装置及防落梁系统构成  14-16
  1.5 国内外防止落梁系统研究概况  16-25
  1.6 本文的研究意义及主要内容  25-28
第二章 桥梁抗震、减震理论及设计方法  28-39
  2.1 桥梁抗震设计的理论与方法  28-32
  2.2 桥梁减震设计的基本理论与方法  32-39
第三章 梁搁置长度计算方法研究  39-49
  3.1 桥梁上下部结构相对位移的两种计算方法  39-41
  3.2 两种计算方法的比较  41-47
  3.3 常用支承宽度加大方法  47-49
第四章 高阻尼橡胶性能参数及试验  49-59
  4.1 高阻尼橡胶的性能和特点  49-52
  3.2 高阻尼橡胶性能试验  52-53
  4.3 试验结果与分析  53-58
  4.4 结论  58-59
第五章 铅高阻尼橡胶连梁装置耗能性能试验研究  59-68
  5.1 试件的设计和制作  59
  5.2 铅高阻尼橡胶连梁装置的试验概况  59-60
  5.3 试验结果与分析  60-66
  5.4 结论  66-68
第六章 粘性剪切型阻尼器性能试验研究  68-75
  6.1 粘性材料的性能与耗能机理  68
  6.2 粘性剪切型阻尼器的力学特性  68-70
  6.3 粘性剪切型阻尼器的性能试验  70-71
  6.4 试验结果与分析  71-74
  6.5 小结  74-75
第七章 耗能型限位器的力学模型  75-85
  7.1 粘弹性限位装置的力学模型  75-80
  7.2 粘弹性限位装置的参数  80
  7.3 粘弹性阻尼结构的性能与特点  80-81
  7.4 铅高阻尼橡胶限位器力学模型  81-84
  7.5 铅橡胶限位器力学模型  84-85
第八章 限位装置设计  85-120
  8.1 限位器设计的参数研究  85-89
  8.2 限位装置安装位置研究  89-92
  8.3 缆索限位器设计  92-97
  8.4 耗能限位器设计  97-99
  8.5 限位器的动力计算分析  99-113
  8.6 限位装置的静力设计  113-120
第九章 连梁装置设计及理论  120-134
  9.1 连梁装置的设计思想  120-123
  9.2 连梁装置的设计方法  123-124
  9.3 连梁装置的构造  124-128
  9.4 连梁装置的构造对缓冲橡胶性能的影响  128
  9.5 连梁装置实桥计算示例  128-134
第十章 缓冲材料对梁间冲突的影响研究  134-144
  10.1 圆筒型与普通缓冲装置的试验研究  134-135
  10.2 圆筒型缓冲装置的设计  135-137
  10.3 普通型橡胶缓冲装置对梁间冲突的影响  137-141
  10.4 圆筒型和普通型缓冲装置的缓冲能力比较  141-144
第十一章 总结  144-147
参考文献  147-158
攻读博士学位期间发表的论文  158

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学 > 桥梁振动及减振设备
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