铅芯橡胶支座对桥梁减震效果的研究

摘要

地震对铁路公路桥梁造成的破坏十分严重，桥梁先进的抗震设计理论和有效减震技术愈显重要。铅芯橡胶支座兼有隔震器和阻尼器的结构特点，具有工程造价低、施工方便、材料易得和力学性能稳定等优点，在工程领域被广泛研究和应用。
　　为了研究铅芯橡胶支座的减震性能，本文开展了以下几方面的研究工作:
　　(1)介绍了铅芯橡胶支座耗能原理与桥梁结构动力学分析方法，基于桥梁结构动力平衡方程，通过小变形理论、平截面假定及位移边界条件推导出了梁的单元质量矩阵、单元刚度矩阵、单元阻尼矩阵。
　　(2)以实际桥梁为工程算例，利用ANSYS软件建立了铅芯橡胶支座的有限元模型，研究了铅芯橡胶支座的滞回特性。
　　(3)建立了板式橡胶支座和采用铅芯橡胶支座的桥梁模型，分析不同支座桥梁模型的模态参数，计算结果表明，采用铅芯橡胶支座桥梁的模态频率较小。
　　(4)采用宁河天津波，通过对两种不同支座桥梁的地震时程分析，分析得出梁体及桥墩的位移时程曲线、应力时程曲线和基础反力时程曲线，并计算支座的减震率。计算结果表明，铅芯橡胶支座的隔震效果明显。
　　(5)研究了桥墩高度对减震效果的影响。结果表明，随着桥墩高度的增加，铅芯橡胶支座的减震效果降低。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 地震灾害

1．1．2 桥梁震害

1．2 减震技术

1．3 常用减震装置

1．3．1 板式橡胶支座

1．3．2 高阻尼橡胶支座

1．3．3 铝芯橡胶支座

1．4 铝芯橡胶支座减隔震研究现状

1．4．1 国外研究现状

1．4．2 国内研究现状

1．5 本文主要研究内容

第2章 铅芯橡胶支座耗能原理与梁结构动力学分析

2．1 铅芯力学性能及铅芯橡胶支座耗能原理

2．1．1 铅芯力学性能

2．1．2 铅芯橡胶支座减隔震原理

2．2 叠层橡胶支座刚度

2．2．1 叠层橡胶支座等效刚度的基本假设

2．2．2 各国铅芯橡胶支座的等效线性化模型

2．3 桥梁结构的动力分析

2．3．1 桥梁结构的动力平衡方程

2．3．2 空间梁的单元刚度矩阵

2．3．3 空间梁的单元质量矩阵

2．3．4 空间梁的阻尼矩阵

2．4 本章小结

第3章 支座滞回曲线分析与桥梁模态分析

3．1 支座有限元模型的建立

3．2 滞回曲线分析

3．3 桥梁有限元模型的建立

3．4 全桥模态分析

3．5 本章小结

第4章 铅芯橡胶支座对桥梁地震响应的影响分析

4．1 桥梁结构地震反应的分析方法

4．1．1 静力法

4．1．2 动力反应谱法

4．1．3 动态时程分析法

4．2 地震波的选择

4．3 地震波频谱分析

4．4 铅芯橡胶支座减震效果

4．5 不同墩高对减震的影响

4．5．1 墩高对桥梁自振频率的影响

4．5．2 墩高对支座减震率的影响

4．6 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果