变高墩连续梁曲线桥减隔震分析

摘要

连续梁曲线桥对地形地物的适应性强，各种重要路网的交叉互通也不可避免的使用到该类型桥。因此，无论是在丘陵、山区，还是在平原城市，连续梁曲线桥的运用都很广。连续梁曲线桥不仅主梁为曲线形，往往同一座桥还有好几种不同高度的桥墩。曲线形状的主梁加上不同高度的桥墩，使得该类型桥的地震响应非常复杂。而相同半径的曲线桥因为不同的墩高其结构形式也是多种多样，难以总结出该类型桥的一个统一的地震响应规律。在我国中西部山区，桥梁经常跨越沟壑，该类型曲线桥一般是中间墩高，两边的墩矮。可见，曲线桥由于自身的几何特点，导致曲线桥梁在地震作用下反应较直线桥梁复杂得多。而目前，我国规范对于这类桥梁还没有明确的设计依据，因此对于这类不规则桥梁，有必要研究其在地震作用下的反应特征，由此采取相应的减震措施，从而提高该类桥梁的抗震性能，以期在遭遇地震作用时将损失降低到最小的程度。为此，本文以一高速公路曲线桥为原型，建立变高墩连续梁曲线桥模型，详细研究其地震反应特点及减震措施。主要研究工作如下：
　　选取一曲率半径为50m的变高墩连续梁曲线桥，建立有限元模型，分析其静动力反应特征。针对该桥的地震反应特点，分别采用铅芯橡胶支座、粘滞阻尼器、摩擦摆支座三种减隔震装置进行减震控制。以Ⅱ类场地上的三组地震波作为输入，进行非线性时程分析，对比了三种减震装置的减震效果，发现铅芯橡胶支座对边墩的墩底切向反力有放大作用，摩擦摆支座对主梁位移有放大作用，而粘滞阻尼器对内力的减震效果又不如摩擦摆支座；三种单一的减震措施难以完全满足减震控制要求。
　　在三种单一的减震措施基础上进行改进，两个边墩布置摩擦摆支座，两个次边墩、中间墩布置铅芯橡胶支座和（或）粘滞阻尼器，形成混合减震控制方案。分析表明，该类混合减震措施可以弥补单一减震措施的不足，取得良好的减震效果。
　　此外，论文探讨了墩身高度、曲率半径、地震动输入对该类型桥地震响应和减震效果的影响，发现或进一步验证了以下结论：半径对混合减震措施的减震效果影响不大；增加墩高对文中使用的混合减震措施的减震效果不利；减震体系的减震效果与体系自振频率、阻尼、地震动输入有关，该混合减震措施在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地上都有较好的减震效果。

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附表清单

1绪论

1.1连续梁曲线桥减震研究的意义

1.2文献综述

1.3本文的研究内容

2结构减震控制介绍

2.1隔震

2.2消能减震

3曲线桥梁分析模型

3.1工程概况

3.2分析模型

3.3动力特性分析

3.4静力分析与动力分析

4减隔震分析

4.1减隔震装置

4.2减震装置的布置与分析工况

4.3地震波

4.4减震效果

4.5改进后的混合减隔震

4.6小结

5其他因素对减震控制效果的影响

5.1全桥分析

5.2墩高的影响

5.3曲率半径的影响

5.4地震输入的影响

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附 录