利用摩擦摆支座对既有桥梁隔震加固的研究

摘要

当前我国有大量既有桥梁存在抗震能力不足的情况，其原因主要是既有桥梁设计时的基于强度的单一水准设防理念、弹性设计方法比较落后。加之我国处于多个地震板块之上，频发地震严重威胁着人民的生命和财产安全，而桥梁作为生命线工程，在抗震救灾过程发挥很大作用，鉴于此，对抗震性能不足的既有桥梁进行抗震加固很有必要。
　　本文研究内容基于目前在国外使用较广的摩擦摆隔震支座，分析其在既有桥梁减隔震加固当中的应用效果。以某位于Ⅰ类场地的三跨连续梁桥为例，利用有限元分析软件Midas civil建立该桥三维动力分析模型。经模态分析表明该桥梁整体刚性较大，水平方向振型质量主要集中于前两阶模态，适合应用减隔震方案进行加固；进一步应用Push-over方法对该连续梁桥进行抗震性能分析，根据08细则评价其抗震性能不满足要求，因此需要对其进行抗震加固。
　　之后为该桥设计摩擦摆隔震支座，更换原桥所有支座进行模态分析，隔震加固后的桥梁基本周期延长至原桥3倍以上。分别在 E1、E2两水准地震作用下分析其减隔震效果，发现桥梁墩底内力效应大幅下降，满足了规范要求。同时针对桥梁上部结构的位移过大问题设置线性阻尼装置，使得其位移也得到控制，证明摩擦摆隔震支座与线性阻尼装置配套使用在三跨连续梁桥的隔震加固中效果显著。
　　最后为对比不同墩高的桥梁隔震加固效果的不同，以原桥模型为基准，调整墩高为5m以及20m，经分析发现低墩桥梁隔震效果相对更好。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 既有桥梁现有的抗震加固方法

1.3 既有桥梁减隔震加固方法

1.4 本文研究内容及方法

2 桥梁抗震性能评价准则与隔震桥梁分析方法

2.1 桥梁抗震性能评价准则

2.2 隔震桥梁分析方法

2.3 本章小结

3 某既有桥梁抗震性能评价

3.1 工程概况

3.2 模型建立

3.3 动力分析

3.4 桥墩抗震性能评价

3.5 本章小结

4 摩擦摆支座隔震加固桥梁分析

4.1 摩擦摆支座力学原理及设计布置

4.2 隔震桥梁特征值分析

4.3 输入地震波

4.4 隔震桥梁动态时程分析

4.5 本章小结

5 墩高对桥梁隔震效果影响分析

5.1 低墩桥梁隔震效果分析

5.2 高墩桥梁隔震效果分析

5.3 不同墩高桥梁隔震效果对比

5.4 减隔震桥梁构造设计

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献