文章目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 桥梁隔震技术的发展

1.3 连续梁桥减隔震研究现状

1.4 本文的主要研究内容

参考文献

第2章 减隔震桥梁动力响应时域分析基本理论

2.1 引言

2.2 减隔震装置力学特性与分析模型

2.3 地震动输入

2.4 减隔震桥梁动力时程分析方法

2.5 本章小结

参考文献

第3章 铅芯橡胶支座隔震桥梁地震响应影响因素研究

3.1 引言

3.2 考虑的主要影响因素

3.3 隔震连续梁桥建模

3.4 地震动记录选取与谱匹配

3.5 主要影响因素的量化分析

3.6 本章小结

参考文献

第4章 滑移铅芯橡胶支座力学性能精细数值模拟与试验验证

4.1 引言

4.2 滑移铅芯橡胶支座(Sliding-LRB)及其数值建模

4.3 滑移铅芯橡胶支座压剪试验

4.4 压剪性能数值模拟与试验验证

4.5 本章小结

参考文献

第5章 滑移铅芯橡胶支座隔震连续梁桥减隔震参数分析

5.1 引言

5.2 滑移铅芯橡胶支座隔震系统

5.3 滑移铅芯橡胶支座隔震梁桥数值模型

5.4 地震动谱匹配

5.5 滑移铅芯橡胶支座隔震系统参数分析

5.6 本章小结

参考文献

第6章 基于SSLRB支座的连续梁桥减隔震参数设计方法

6.1 引言

6.2 SMA-滑移铅芯橡胶支座(SSLRB)隔震系统

6.3 SSLRB系统参数设计方法

6.4 数值算例验证

6.5 本章小结

参考文献

第7章 基于SSLRB参数设计方法的连续梁桥减隔震性能分析

7.1 引言

7.2 桥梁与隔震系统建模

7.3 地震动时程选取

7.4 减隔震参数设计与地震性能对比分析

7.5 本章小结

参考文献

第8章 结论与展望

8.1 本文主要研究结论

8.2 研究工作展望

攻读博士学位期间取得的科研成果

致谢

文章摘要:桥梁减隔震装置及其理论模型、减隔震设计方法是工程结构抗震与减震领域基础性和长期性的研究重点。在桥梁结构防灾减灾新趋势下,以量大面广的混凝土连续梁桥为研究对象,围绕面向混凝土连续梁桥地震响应控制的新型减隔震装置研发、理论建模与减隔震设计方法等热点展开研究,主要研究内容及结论包括:（1）铅芯橡胶支座隔震桥梁地震响应影响因素研究。结合连续梁桥温致变形大的实际特点,考虑环境温度、支座初始位移、支座强度退化行为对铅芯橡胶支座滞回力学性能的影响,量化分析了三种因素及其共同作用对隔震连续梁桥地震响应的影响,并与仅考虑单个因素影响的铅芯橡胶支座隔震连续梁桥地震响应进行了对比。研究结果表明,低温效应会使主梁峰值位移显著减小,桥墩剪力显著增大;支座初始位移、支座强度退化效应会使主梁峰值位移显著增大。（2）滑移铅芯橡胶支座力学性能精细数值模拟与试验验证。考虑支座性能退化行为,开展了滑移铅芯橡胶支座的力学性能精细数值模拟研究,分析了不同竖向压力、位移幅值、加载频率、加载次数条件下该支座的压剪力学性能,并基于支座试验结果验证了数值模型的有效性。研究结果表明,建立的精细数值模型能够有效模拟滑移铅芯橡胶支座的动力行为。研究结果可为滑移铅芯橡胶支座隔震连续梁桥减隔震参数优化提供理论分析模型。（3）滑移铅芯橡胶支座隔震连续梁桥减隔震参数分析。考虑摩擦系数、允许滑移位移对滑移铅芯橡胶支座滞回行为的影响,研究了不同隔震周期时摩擦系数、允许滑移位移等关键参数对滑移铅芯橡胶支座隔震连续梁桥地震响应的影响,确定了摩擦系数的合理取值范围,并研究了采用形状记忆合金丝阻尼器控制滑移铅芯橡胶支座残余位移的有效性。研究结果表明,采用合理的摩擦系数时滑移铅芯橡胶支座可有效减小桥墩墩底剪力及弯矩,但会使主梁峰值位移增大。分析结果对滑移铅芯橡胶支座隔震连续梁桥减隔震参数优化具有参考价值。（4）基于SSLRB支座的连续梁桥减隔震参数设计方法。针对铅芯橡胶支座应对温致支座变形能力弱、滑移装置不具备复位能力等问题,集成形状记忆合金（SMA）丝与滑铅芯橡胶支座的优势,提出了具有自复位功能的SMA-滑移铅芯橡胶支座（SSLRB）,建立了SMA-滑移铅芯橡胶支座隔震连续梁桥减隔震参数设计方法,并验证了该减隔震参数设计方法的适用性及有效性。研究结果表明,SSLRB减隔震参数设计方法能够确定系统的最优减隔震参数。研究成果可为连续梁桥SMA-滑移铅芯橡胶支座减隔震参数设计提供参考。（5）基于SSLRB参数设计方法的连续梁桥减隔震性能分析。针对低温环境下滑移铅芯橡胶支座复位需求增加、常用镍钛合金丝超弹性退化等问题,基于铜基形状记忆合金丝（Cu Al Be）良好的抗低温性能,提出了适用于低温桥址区桥梁地震响应控制的SMA-滑移铅芯橡胶支座（Cu Al Be-SLRB）。据此,基于提出的参数设计方法开展了减隔震参数设计,分析了低温环境下该系统的减隔震性能,并与SMA-滑移隔震支座（SFBI）、SMA-摩擦摆支座（SMA-based FPB）的响应控制效果进行了对比。研究结果表明,低温环境下基于Cu Al Be合金丝的SMA-滑移铅芯橡胶支座可有效减小支座残余位移、主梁峰值位移,同时平衡桥墩墩底剪力、弯矩增量,且形状记忆合金丝的用量最少,具有更高的成本效率,有利于该减隔震系统在实际工程中的推广应用。