【摘要】：速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座是一種具有應用前景的減隔震裝置,其工作原理是通過在分離式變曲率摩擦擺支座上安裝速度鎖定器,控制支座在橋梁正常使用和不同水準地震作用下的工作方式。本文通過有限元分析和振動臺模型試驗,研究其對連續(xù)梁橋結構的減震性能,并應用于工程實際,主要工作如下:(1)選取了三種跨徑的連續(xù)箱梁橋,不設置減隔震裝置,建立其有限元計算模型,采用時程分析方法分析其在四種場地類型、7條地震波作用下的響應。(2)分別對3個橋梁有限元模型設置不同數(shù)量的速度鎖定變曲率摩擦擺支座,分析其在不同場地條件、不同水準地震作用下的減震效果,結果表明,在E1地震作用下,設置該支座可減小單個橋墩承擔的地震作用,地震作用消減率與結構自振周期有關;在E2地震作用下,設置該支座可減小單個橋墩承擔的地震作用,同時還能很大程度減小主梁位移。(3)建立速度鎖定變曲率摩擦擺支座實體模型,分析了其滯回性能;在橫向地震水平作用與縱向地震作用下支座剪力銷的剪斷力設計值比值在1.1~1.8之間,剪力銷剪斷力設計值由橫向地震作用決定;摩擦擺球擺直徑越大,骨架曲線屈服后剛度和有效剛度越小。(4)完成了3×30m等截面連續(xù)梁橋振動臺縮尺模型試驗,試驗結果表明,設置速度鎖定變曲率摩擦擺支座時模型加速度響應小幅增大,位移響應減小,固定墩墩頂剪力顯著減小;速度鎖定變曲率摩擦擺支座能使各橋墩共同抵抗地震作用,進一步減小固定墩墩頂剪力。(5)將速度鎖定型變曲率摩擦擺式支座應用于津漢高速公路漢蔡路至海濱高速高架段上跨中央大道橋梁G20~G23墩,分析了設置支座后橋梁結構的減震效果,并對其經濟性進行評價。
【圖文】：

（c） 唐山地震橋梁破壞 （d） Loma Prieta 地震橋梁破壞圖 1-1 地震下橋梁結構的破壞近年來地震造成橋梁破壞的形式主要有以下幾種：（1）上部結構的破壞：地震作用下一般并不直接引起橋梁上部結構的破壞，此類破壞較為少見。（2）支撐連接件的破壞：當橋梁受到地震作用時，往往造成橋梁支撐連接部位的破壞，造成上部結構的脫落、滑移等破壞，此類破壞極為常見。（3）下部結構的破壞：在地震作用下，橋梁墩、臺及基礎由于受到水平地震作用產生破壞，此類破壞同樣極為常見。國內外震害調查表明，橋梁結構震害主要表現(xiàn)為：（1）主梁墜落；（2）橋墩折斷、開裂、鋼筋屈服；（3）橋臺滑移、下沉、開裂；（4）基礎破壞；（5）支座脫落破壞；（6）擋塊破壞。1.1.2 摩擦擺支座與速度鎖定器的作用

1.2.3 摩擦擺支座在橋梁減隔震中的應用1. 工作原理摩擦擺支座是由美國的 Zayas 教授于 1985 年首先提出。摩擦擺支座是一種利用曲面間摩擦力耗能的隔震裝置，其工作原理是利用上部結構自重使得其摩擦力較小的圓弧面上滑動，通過滑動層間的摩擦力對地震進行耗能，從而減少向橋梁上部傳遞的地震能，具有保護上部結構的功能。因為摩擦擺支座可以依靠上部自重的分力克服摩擦面間的摩擦力，，本身能夠自動復位。同時，由于摩擦擺支座的自振周期主要由自身的摩擦半徑決定，不受上部結構的影響，所以其對地震激勵的頻率范圍具有低敏感性。圖 1-2 給出了經典摩擦擺支座的截面及運動示意，該系統(tǒng)的滑塊中有一關節(jié)，它使滑塊能夠在沿滑道滑動時保持水平。滑道與滑塊滑動面具有相同的曲率半徑且涂有低摩擦材料，系統(tǒng)的周期和剛度可通過曲率半徑來控制，阻尼則由動摩擦系數(shù)來控制。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U442.55

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本文編號：2601847