榫减震系统的研究及其在大跨度连续梁桥上的应用

摘要

本文在前人提出减震榫概念以及对榫试件尺寸研究的基础上,对基于实际工程设计的榫试件进行拟静力试验研究,着重分析榫的滞回曲线,骨架曲线等耗能指标,判断榫材料在榫顶大位移下具有很好的耗能能力和耗能稳定性。这种良好的材料性能使得榫在梁墩之间产生较大相对位移时仍然能够正常工作。在试验的同时对榫试件进行数值模拟研究,得到数值分析的能量曲线与滞回曲线,对比试验数据判断拟静力测试结果的可靠性。在研究过程中分析了榫构件塑性耗能区域发展规律及其随动强化的特性。配合以滞回模型推导,定性定量的探讨钢榫作为耗能减震系统构件的可行性。在确定榫材的优良耗能减震性能后,论文深入探究榫减震系统的制造可行性,设计由榫、速度锁定装置以及滑动支座协同构成的榫减震系统模型。此外,在结合工程实践时,本研究将榫减震系统分别应用在六跨连续钢箱梁桥和四跨预应力混凝土连续梁上。通过非线性地震反应时程分析,对比有榫和无榫状态下桥梁的动力响应,证实减震系统能够有效且大幅度的提升连续梁桥的抗震能力。