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减隔震桥梁的空间动力分析及动力试验

作　者: 于泳波
导　师: 刘健新
学　校: 长安大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 减隔震桥梁 空间动力分析 支座双向作用 长周期脉冲型地震波 优化 动力试验
分类号: U441.3
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 670次
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内容摘要


在近几年的几次震害中,部分经过减隔震设计的桥梁已经经受了地震的考验,表现出良好的性能。目前,桥梁减隔震设计已成为一种重要的桥梁地震防护系统,因此对减隔震桥梁的动力特点进行深入研究是很有必要的。本文在参考国内外减隔震桥梁研究的基础上,针对目前国内减隔震桥梁研究需要进一步完善之处,将减隔震研究由二维扩展至三维研究领域,以西户线减震桥为对象,研究了在一般地震、长周期脉冲型地震作用下减隔震桥梁的地震反应,并对其激振机理进行了研究;进而采用序列二次规划法对桥梁减隔震进行优化;对减隔震桥梁采用突加荷载自由衰减法进行了实桥动力试验。主要研究内容与成果如下: 考虑铅销橡胶支座的水平双向相互影响,以随动硬化模型模拟其空间动力特性,编制了减隔震桥梁的空间动力分析程序;并与序列二次规划法结合编制桥梁减隔震设计的优化程序,从而实现了桥梁减隔震设计的程序化,避免了凭经验和试算的方法选取减隔震装置。 对减隔震桥梁在一般地震波激励下的空间地震反应进行研究,在三维地震动激励下,减隔震桥梁的空间动力反应非常复杂,出现了平动和转动的组合,结果表明,当采用减震技术后可以有效地降低桥梁的地震反应。在长周期脉冲型地震作用下,桥梁的地震反应与频谱丰富的一般地震作用有很大区别,减隔震技术的优势已非常不明显,其位移反应相当大。因此在近断层附近考虑采用减隔震技术时,应该充分考虑长周期脉冲型地震对减隔震桥梁的影响,否则将极易引起梁体碰撞或落梁震害的发生,应当积极采取大变位伸缩装置、防落梁装置和限位装置。 在常遇地震作用下减震支座的强非线性未实现,因此结构可以近似看作线弹性,此时各向振动完全正交,不存在空间振动的相互干涉作用;在罕遇地震作用下,水平双向振动出现了相互干涉,桥梁振动非常复杂,梁体振动不再以支座中心为振动中心,而是出现了横桥向和纵桥向的偏离,在进行桥梁结构的抗震验算时应当充分考虑振动的空间性,否则将导致设计结构不安全。 由于墩的竖向刚度较大,墩顶处竖向加速度与激励加速度接近,而梁体的竖向加速度则变化较大,这将引起桥墩中竖向压力的变化,竖向力将影响桥墩的延

全文目录


第一章 绪论  9-27
  1．1 引言  9-13
  1．2 减隔震桥梁的研究概况及热点问题  13-26
  1．3 本文主要研究内容  26-27
第二章 减隔震桥梁的空间动力分析理论  27-47
  2．1 多维地震动  27-29
  2．2 桥梁减隔震机理与计算方法  29-43
  2．3 地震傅里叶谱  43-47
第三章 减隔震桥梁空间动力分析程序编制  47-58
  3．1 程序编制开发  47-49
  3．2 程序考核  49-58
第四章 桥梁减隔震优化设计理论及程序编制  58-68
  4．1 引言  58-59
  4．2 优化设计的数学模型  59-61
  4．3 优化计算方法  61-64
  4．4 减隔震优化程序编制  64-65
  4．5 基于空间动力分析的桥梁减隔震优化设计  65-66
  4．6 铅销橡胶支座的设计优化  66-68
第五章 减隔震桥梁设计及其地震波激励下的空间动力分析  68-103
  5．1 减隔震桥梁设计  68-71
  5．2 桥梁地震反应分析方案  71-75
  5．3 常遇地震作用下桥梁的地震反应分析  75-84
  5．4 罕遇地震作用下桥梁的地震反应分析  84-100
  5．5 桥梁墩顶综合位移及减震装置的优化  100-102
  5．6 小结  102-103
第六章 长周期脉冲型地震作用下减震桥梁的空间动力分析  103-123
  6．1 引言  103
  6．2 长周期脉冲型地震  103-104
  6．3 地震波选取  104-107
  6．4 近断层桥梁地震反应分析  107-117
  6．5 减隔震桥梁地震加速度反应的频谱分析  117-120
  6．6 桥梁墩顶综合位移及减震装置的优化  120-121
  6．7 小结  121-123
第七章 减震桥实桥动力试验  123-137
  7．1 引言  123-124
  7．2 实桥结构试验方法  124-128
  7．3 减震桥振动测试  128-135
  7．4 结果分析  135-136
  7．5 小结  136-137
第八章 主要研究成果及进一步工作建议  137-141
  8．1 主要研究成果  137-139
  8．2 主要创新点  139
  8．3 进一步工作的建议  139-141
参考文献  141-148
攻读博士研究生期间发表论文和科研成果  148-149
致谢  149

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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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