橋梁多功能減隔震支座性能的試驗研究.pdf

1、地震是一種嚴重威脅人類生存和發(fā)展的自然災(zāi)害，而橋梁工程作為城市交通運輸?shù)闹匾M成部分，一旦發(fā)生嚴重破壞將使地震造成的損失擴大化。傳統(tǒng)橋梁抗震設(shè)計方法以結(jié)構(gòu)預(yù)期損傷部位的變形來耗散地震能量，與傳統(tǒng)設(shè)計思想相比，橋梁減隔震設(shè)計以減隔震裝置的變形來耗散地震能量，由于該方法能較大程度地控制橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的地震響應(yīng)，因而近年來得到較為廣泛的發(fā)展。考慮到已有的橋梁減隔震支座大都以耗能為主，功能較為單一，不能較好地適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用條件下（如溫

2、度、制動力、混凝土徐變等）的變形及受力需求，為此，本文提出了一種新型橋梁多功能減隔震支座，以滿足橋梁結(jié)構(gòu)的上述需求。圍繞這一新型減隔震支座，本文先后開展了支座的構(gòu)造設(shè)計、理論及有限元分析、模型試驗以及實橋地震響應(yīng)分析等研究，主要工作及結(jié)論如下:
　　 (1)新型橋梁多功能減隔震支座的構(gòu)造設(shè)計。支座構(gòu)造采用上部摩擦滑移裝置和下部鉛芯橡膠隔震裝置串聯(lián)使用的方式，中間使用“滑移-隔震”轉(zhuǎn)換裝置將上下兩個部分連接起來。設(shè)計了兩種轉(zhuǎn)換裝置

3、:內(nèi)嵌式和外包式以對比其多功能實現(xiàn)效果，試驗證明外包式轉(zhuǎn)換裝置效果較好。
　　 (2)支座力學(xué)行為的理論及有限元分析。闡述了橋梁多功能減隔震支座的工作原理，建立了橋梁多功能減隔震支座的剪切變形性能曲線，分析了該變形曲線的力學(xué)特性及各個關(guān)鍵點的意義，并通過與試驗結(jié)果的對比，證實上述剪切變形性能曲線可以有效描述支座的力學(xué)行為。建立了橋梁多功能減隔震支座下部鉛芯橡膠墊的有限元計算模型，得出了多種工況下鉛芯橡膠墊的剪切性能曲線，為后續(xù)橋

4、梁多功能減隔震支座試驗?zāi)Ｐ偷膬?yōu)化設(shè)計及加載工況的確定提供了依據(jù)。
　　 (3)支座力學(xué)性能的試驗研究。進行了橋梁多功能減隔震支座壓縮性能、剪切性能以及剪切性能相關(guān)性試驗，詳細討論了剪應(yīng)變、豎向壓應(yīng)力、加載頻率、低壓變形、反復(fù)加載次數(shù)、上部滑移量對支座剪切性能的影響。試驗結(jié)果表明:B型（外包式轉(zhuǎn)換裝置）橋梁多功能減隔震支座豎向壓縮剛度較大，“滑移-隔震”的多功能可以有效實現(xiàn)，具有較良好的耗能減隔震能力。
　　 (4)減隔震