隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,城市交通擁堵情況日益加重,高架橋的大規(guī)模建設(shè),在一定程度上緩解了城市交通的壓力,城市高架橋已逐漸成為城市基礎(chǔ)建設(shè)的關(guān)鍵性項(xiàng)目。為了保障高架橋在強(qiáng)震作用下的使用性能,研究摩擦擺隔震支座應(yīng)用于城市高架橋的可行性與適用性是非常必要的。本文以鄭州市某聯(lián)高架連續(xù)梁橋?yàn)槔?開(kāi)展了摩擦擺支座對(duì)城市高架橋的隔震性能研究,基于Midas Civil軟件建立了橋梁的有限元分析模型,采用非線性時(shí)程分析法開(kāi)展了不同隔震方案下城市高架橋地震作用效應(yīng)研究,得到了橋梁最優(yōu)隔震方案的摩擦擺支座布置方式;同時(shí)研究摩擦擺支座的設(shè)計(jì)參數(shù)、墩高、跨度等因數(shù)以及雙向地震作用對(duì)橋梁隔震性能的影響,主要研究結(jié)論如下:(1)摩擦擺支座可以延長(zhǎng)城市高架橋梁在地震作用下主要參振模態(tài)的自振周期,降低橋墩的動(dòng)力響應(yīng)幅值;當(dāng)摩擦擺支座與不同數(shù)量的盆式橡膠支座混用時(shí),摩擦耗能能力不能完全發(fā)揮,隔震性能差異較大。(2)摩擦擺支座的隔震性能隨著動(dòng)摩擦系數(shù)的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì),存在最優(yōu)的動(dòng)摩擦系數(shù)0.04,隨著滑道半徑增大,隔震性能先增大后基本趨于穩(wěn)定。為了能夠最有效地發(fā)揮摩擦擺支座的隔震耗能能力,滑道半徑取3m時(shí)綜合效益最高。(3)橋墩高度對(duì)摩擦擺支座的隔震性能有較大影響,當(dāng)橋墩設(shè)計(jì)高度過(guò)大時(shí),摩擦擺支座摩擦耗能的能力完全失效。橋梁跨度的增大時(shí),橋梁自振周期和地震響應(yīng)幅值基本保持穩(wěn)定。(4)考慮雙向地震作用時(shí),橋墩與摩擦擺支座的地震響應(yīng)幅值較單向地震偏高,若不考慮雙向地震影響,摩擦擺支座的隔震性能將被高估。
【學(xué)位單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U442.55
【部分圖文】：

全國(guó)機(jī)動(dòng)車的保有量達(dá) 3.5 億輛，仍然保持較快的增長(zhǎng)速度。其中，超過(guò) 200萬(wàn)輛的有 24 個(gè)城市，超過(guò) 300 萬(wàn)輛的有 7 個(gè)城市。如圖 1-5 所示，列舉了截至 2018 年的汽車保有量超過(guò) 200 萬(wàn)輛的城市，表 1-1 列舉了全國(guó)城市高架橋通車?yán)锍膛琶Ｓ蓤D1-5 和表 1-1 可發(fā)現(xiàn)，城市汽車保有量與高架橋的里程基本成正相關(guān)關(guān)系，以目前國(guó)內(nèi)汽車的增長(zhǎng)量可以預(yù)測(cè)，短期內(nèi)城市交通壓力將持續(xù)加大。采用城市高架橋梁可以有效疏散交通擁擠度，減少居民出行時(shí)間，還能提高貨物的運(yùn)輸效率。因此，在現(xiàn)代化大城市中，修建城市高架橋已成為主流的基礎(chǔ)建設(shè)，不僅能加快城市居民的生活節(jié)奏，對(duì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也大有裨益。圖1-5城市汽車保有量Figure 1-5 Urban car ownership表1-1全國(guó)高架橋通車?yán)锍膛琶鸗able 1-1 National elevated bridge opening rank排名 名稱 里程/km 通車年份1 佛山一環(huán)高速公路 99.20 20132 上海外環(huán)高速公路 99 20133 北京五環(huán)路 98.58 20134 武漢三環(huán)線 91 20105 重慶內(nèi)環(huán)快速公路 75 20026 上海中環(huán)線 7

以圖 2-1 所示某公司銷售的新型摩擦擺支座產(chǎn)品為例說(shuō)明，其結(jié)構(gòu)的示意圖如圖所示，摩擦擺支座在結(jié)構(gòu)上一般由上支座板、不銹鋼板、上耐磨板、金屬球冠、下耐磨板橡膠密封環(huán)、下支座板、剪板組件及錨固組件等構(gòu)件構(gòu)成。其中，上耐磨板、下耐磨板為耗能裝置，地震作用時(shí)通過(guò)球冠與耐磨板的摩擦耗散地震能量。剪板組件為限位裝置正常情況下限制球冠的水平向位移，地震發(fā)生時(shí)，剪板組件的限位環(huán)剪斷，球冠滑塊可以自由滑動(dòng)。錨棒及錨栓則是上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件，表 2-1 為FPQZ 摩擦擺支座的組成材料。

2 摩擦擺支座隔震體系動(dòng)力分析理論下剪板組件中限位環(huán)已經(jīng)剪斷，忽略工作原理置在結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間或者上部結(jié)構(gòu)與下的結(jié)合處，在建筑工程中也有部分應(yīng)用。正常情況下，在上部結(jié)構(gòu)豎向力的作，支座不會(huì)滑動(dòng)。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，水板和下耐磨板中間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)球結(jié)構(gòu)在地震時(shí)始終保持水平狀態(tài)，其擺移與地震強(qiáng)度和耐磨板的摩擦系數(shù)有關(guān)

【參考文獻(xiàn)】

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1 李冰;王少華;鄧斌;;摩擦擺隔震橋梁簡(jiǎn)化力學(xué)模型動(dòng)力學(xué)分析[J];機(jī)械強(qiáng)度;2015年05期

2 夏修身;崔靚波;陳興沖;;超長(zhǎng)聯(lián)大跨連續(xù)梁橋摩擦擺支座隔震研究[J];工程力學(xué);2015年S1期

3 原學(xué)明;凡明杰;陶泉霖;劉紅杰;;雙曲面球型減隔震支座在臨河黃河特大橋上的應(yīng)用[J];華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

4 吳宜峰;李愛(ài)群;王浩;;連續(xù)梁橋摩擦擺支座參數(shù)分析與優(yōu)化[J];橋梁建設(shè);2015年01期

5 胥民堯;;城市軌道交通高架橋梁型及工法研究[J];重慶建筑;2014年05期

6 王黎園;房貞政;張春潮;;多跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋摩擦擺隔震支座研究[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年04期

7 王克海;韋韓;李茜;李悅;;中小跨徑公路橋梁抗震設(shè)計(jì)理念[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年09期

8 彭衛(wèi)兵;趙麒麟;潘曉東;熊志洪;;基于實(shí)體單元的橋梁截面內(nèi)力計(jì)算研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2012年09期

9 郭佳;辛克貴;何銘華;虎良;;自復(fù)位橋梁墩柱結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究與分析[J];工程力學(xué);2012年S1期

10 王東升;王吉英;孫治國(guó);李曉莉;;汶川大地震簡(jiǎn)支梁橋落梁震害與設(shè)計(jì)對(duì)策[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2011年05期

本文編號(hào)：2810268