铅芯橡胶支座在铁路桥梁中减隔震研究

摘要

铅芯橡胶支座将竖向支承、水平向柔性(由橡胶提供)和滞变阻尼(由铅的塑性变形提供)三种功能结合在一个装置里，且具有构造简单、加工制造容易、安装方便，设计阻尼(调节铅芯的几何尺寸)有较大灵活性等优点，比较经济地解决了桥跨结构的隔震问题。自60年代末被发明以来，在工程实际中就得到了广泛应用。 查阅资料，根据已有公式设计符合本文所要研究桥梁使用的铅芯橡胶支座，并进行铁路简支梁桥和连续梁桥的地震响应分析。 1．对墩高相同的简支梁桥进行地震响应分析结果表明：(1)采用铅芯橡胶支座后，顺桥向、横桥向各桥墩墩底剪力、墩底弯矩及墩顶位移均大幅度减小，减震效果十分明显，并可较好的控制梁体位移；(2)对于不同的地震波，铅芯橡胶支座的减震率差别很大，从整体上看，在二类场地土上铅芯橡胶支座具有明显的减震作用；(3)对于不同刚度桥墩，铅芯橡胶支座的减震效果随着结构刚度的增大而增大，对于刚度相同的桥墩，铅芯橡胶支座的减震效果也基本相同。 2．对墩高相同的连续梁桥进行地震响应实例分析结果表明：(1)采用该铅芯橡胶支座后，顺桥向各桥墩墩底剪力及墩底弯矩重新分配，更为合理，固定墩减震效果十分明显；(2)不同地震波及不同刚度桥墩情况下，采用铅芯橡胶支座的连续梁桥得出的减震规律与简支梁桥相同。 3．对边墩低于中墩的铁路桥梁工况进行研究的结果表明：铅芯橡胶支座对位于简支梁桥两端桥墩的减震效果优于中墩；连续梁桥则表现为固定墩优于中活动墩，两端的活动墩减震效果相对最差。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1绪论

1.1结构抗震设计理论及方法的发展

1.1.1分析方法、设计方法的改进

1.1.2设防思想、设防水准的改变和新的抗震技术的发展

1.2桥梁减、隔震设计理论

1.2.1桥梁减、隔震设计的适用范围

1.2.2桥梁减、隔震设计的原理

1.3桥梁各种隔震装置工作原理及性能简介

1.3.1叠层钢板橡胶支座隔震装置

1.3.2滑动摩擦隔震装置

1.3.3粘性体减震支座

1.3.4铅芯橡胶支座

1.4铅芯橡胶支座的国内外研究现状

1.4.1铅芯橡胶支座的试验

1.4.2铅芯橡胶支座的非线性地震响应分析

1.4.3铅芯橡胶支座的模型研究及其简化分析

1.4.4铅芯橡胶支座的参数设计及其对减震性能的影响

1.5本文研究的内容

2铅芯橡胶支座分析模型和参数选取

2.1铅芯橡胶支座的动力分析模型

2.1.1铅芯橡胶支座等效线性化模型

2.1.2铅芯橡胶支座的非线性分析模型

2.2铅芯橡胶支座的水平力学特性参数选取

3分析方法和模型的模拟方式

3.1动力响应分析方法

3.2模型在ANSYS中的模拟方式

3.3地震波的选取和调整

3.4地基参数取值

4普通简支梁桥地震响应分析

4.1计算资料

4.1.1桥梁

4.1.2地基

4.1.3支座设置

4.1.4铅芯橡胶支座的设计

4.2动力响应结果及分析

4.2.1地震响应分析模型

4.2.2地震响应结果

4.2.3减震效果分析

4.2.4同一刚度桥墩对于不同地震波的减震效果分析

4.2.5不同刚度桥墩对于同一地震波的减震效果分析

4.3本章小结

5连续梁桥地震响应分析

5.1计算资料

5.1.1桥梁

5.1.2地基

5.1.3支座设置

5.1.4铅芯橡胶支座的设计

5.2动力响应结果及分析

5.2.1地震响应分析模型

5.2.2地震响应结果

5.2.3减震效果分析

5.2.4同一刚度桥墩对于不同地震波的减震效果分析

5.3本章小结

6墩高不同的梁桥地震响应分析

6.1简支梁桥地震响应分析

6.1.1地震响应分析模型

6.1.2动力响应结果及分析

6.1.3小结

6.2连续梁桥地震响应分析

6.2.1地震响应分析模型

6.2.2动力响应结果及分析

6.2.3小结

7总结与展望

7.1论文总结

7.1.1简支梁桥地震响应研究

7.1.2连续梁桥地震响应研究

7.2工作展望

参考文献

附录A

附录B

作者简历