減隔震橋梁的空間動力分析及動力試驗.pdf

1、在近幾年的幾次震害中，部分經(jīng)過減隔震設(shè)計的橋梁已經(jīng)經(jīng)受了地震的考驗，表現(xiàn)出良好的性能。目前，橋梁減隔震設(shè)計已成為一種重要的橋梁地震防護(hù)系統(tǒng)，因此對減隔震橋梁的動力特點進(jìn)行深入研究是很有必要的。本文在參考國內(nèi)外減隔震橋梁研究的基礎(chǔ)上，針對目前國內(nèi)減隔震橋梁研究需要進(jìn)一步完善之處，將減隔震研究由二維擴(kuò)展至三維研究領(lǐng)域，以西戶線減震橋為對象，研究了在一般地震、長周期脈沖型地震作用下減隔震橋梁的地震反應(yīng)，并對其激振機理進(jìn)行了研究；進(jìn)而采用序列二

2、次規(guī)劃法對橋梁減隔震進(jìn)行優(yōu)化；對減隔震橋梁采用突加荷載自由衰減法進(jìn)行了實橋動力試驗。主要研究內(nèi)容與成果如下： 考慮鉛銷橡膠支座的水平雙向相互影響，以隨動硬化模型模擬其空間動力特性，編制了減隔震橋梁的空間動力分析程序；并與序列二次規(guī)劃法結(jié)合編制橋梁減隔震設(shè)計的優(yōu)化程序，從而實現(xiàn)了橋梁減隔震設(shè)計的程序化，避免了憑經(jīng)驗和試算的方法選取減隔震裝置。 對減隔震橋梁在一般地震波激勵下的空間地震反應(yīng)進(jìn)行研究，在三維地震動激勵下，減隔震

3、橋梁的空間動力反應(yīng)非常復(fù)雜，出現(xiàn)了平動和轉(zhuǎn)動的組合，結(jié)果表明，當(dāng)采用減震技術(shù)后可以有效地降低橋梁的地震反應(yīng)。在長周期脈沖型地震作用下，橋梁的地震反應(yīng)與頻譜豐富的一般地震作用有很大區(qū)別，減隔震技術(shù)的優(yōu)勢已非常不明顯，其位移反應(yīng)相當(dāng)大。因此在近斷層附近考慮采用減隔震技術(shù)時，應(yīng)該充分考慮長周期脈沖型地震對減隔震橋梁的影響，否則將極易引起梁體碰撞或落梁震害的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)積極采取大變位伸縮裝置、防落梁裝置和限位裝置。 在常遇地震作用下減震支

4、座的強非線性未實現(xiàn)，因此結(jié)構(gòu)可以近似看作線彈性，此時各向振動完全正交，不存在空間振動的相互干涉作用；在罕遇地震作用下，水平雙向振動出現(xiàn)了相互干涉，橋梁振動非常復(fù)雜，梁體振動不再以支座中心為振動中心，而是出現(xiàn)了橫橋向和縱橋向的偏離，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的抗震驗算時應(yīng)當(dāng)充分考慮振動的空間性，否則將導(dǎo)致設(shè)計結(jié)構(gòu)不安全。 由于墩的豎向剛度較大，墩頂處豎向加速度與激勵加速度接近，而梁體的豎向加速度則變化較大，這將引起橋墩中豎向壓力的變化，豎向力