隔震曲线连续梁桥抗震性能及其减隔震措施优化研究

摘要

曲线梁桥是城市立交桥和高速公路的重要组成部分，属于较为复杂的非规则结构，弯扭耦合效应较为严重，其桥墩处于一种压弯剪扭的复合受力状态。多次震害表明，强震作用下曲线梁桥震害极为严重，其抗震性能备受关注。相较于传统的抗震桥梁，减隔震装置的引入可提高结构的抗震性能，但地震作用下隔震曲线连续梁桥地震响应更为复杂，因而有必要开展隔震曲线连续梁桥的地震响应分析研究。为此，本文以某三跨隔震曲线连续梁桥为工程背景，围绕曲线连续梁桥的抗震性能和减隔震控制等两方面，基于ANSYS开展了隔震曲线连续梁桥抗震性能及其减隔震措施优化研究。本文主要研究内容包括： 1.结构关键参数对隔震曲线连续梁桥动力特性的影响。基于ANSYS建立了结构三维有限元模型，采用子空间迭代法计算了不同结构关键参数下隔震曲线连续梁桥的模态参数，并分析了隔震曲线连续桥动力特性的变化规律。 2.结构关键参数对隔震曲线连续梁桥地震响应的影响。考虑地震波不同输入角度，分析了其对隔震曲线连续梁桥地震响应的影响规律。在此基础上，重点研究了圆心角、墩高等结构关键参数对隔震曲线连续桥地震响应的影响。 3.隔震支座力学参数对曲线连续梁桥地震响应的影响。以某一隔震曲线连续梁桥为研究对象，详细分析了屈服力、初始刚度、屈服后刚度等支座力学参数对隔震曲线连续梁桥地震响应的影响，进而给出了支座参数的合理取值范围。在此基础上，采用零阶优化算法，对隔震支座的力学参数进行了优化。 4.隔震曲线连续梁桥粘滞阻尼器减震分析。基于该隔震曲线连续梁桥地震响应分析结果，初步确定了粘滞阻尼器的布置方案，并开展了附加粘滞阻尼器的隔震曲线连续梁桥地震响应分析。在此基础上，进一步采用零阶优化算法，对阻尼系数、阻尼指数等粘滞阻尼器力学参数进行了优化，并采用优化后的参数，详细分析了附加粘滞阻尼器隔震连续梁桥的减震效果。

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