变高墩连续梁曲线桥减隔震分析

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连续梁曲线桥对地形地物的适应性强,各种重要路网的交叉互通也不可避免的使用到该类型桥。因此,无论是在丘陵、山区,还是在平原城市,连续梁曲线桥的运用都很广。连续梁曲线桥不仅主梁为曲线形,往往同一座桥还有好几种不同高度的桥墩。曲线形状的主梁加上不同高度的桥墩,使得该类型桥的地震响应非常复杂。而相同半径的曲线桥因为不同的墩高其结构形式也是多种多样,难以总结出该类型桥的一个统一的地震响应规律。在我国中西部山区,桥梁经常跨越沟壑,该类型曲线桥一般是中间墩高,两边的墩矮。可见,曲线桥由于自身的几何特点,导致曲线桥梁在地震作用下反应较直线桥梁复杂得多。而目前,我国规范对于这类桥梁还没有明确的设计依据,因此对于这类不规则桥梁,有必要研究其在地震作用下的反应特征,由此采取相应的减震措施,从而提高该类桥梁的抗震性能,以期在遭遇地震作用时将损失降低到最小的程度。为此,本文以一高速公路曲线桥为原型,建立变高墩连续梁曲线桥模型,详细研究其地震反应特点及减震措施。主要研究工作如下:  选取一曲率半径为50m的变高墩连续梁曲线桥,建立有限元模型,分析其静动力反应特征。针对该桥的地震反应特点,分别采用铅芯橡胶支座、粘滞阻尼器、摩擦摆支座三种减隔震装置进行减震控制。以Ⅱ类场地上的三组地震波作为输入,进行非线性时程分析,对比了三种减震装置的减震效果,发现铅芯橡胶支座对边墩的墩底切向反力有放大作用,摩擦摆支座对主梁位移有放大作用,而粘滞阻尼器对内力的减震效果又不如摩擦摆支座;三种单一的减震措施难以完全满足减震控制要求。  在三种单一的减震措施基础上进行改进,两个边墩布置摩擦摆支座,两个次边墩、中间墩布置铅芯橡胶支座和(或)粘滞阻尼器,形成混合减震控制方案。分析表明,该类混合减震措施可以弥补单一减震措施的不足,取得良好的减震效果。  此外,论文探讨了墩身高度、曲率半径、地震动输入对该类型桥地震响应和减震效果的影响,发现或进一步验证了以下结论:半径对混合减震措施的减震效果影响不大;增加墩高对文中使用的混合减震措施的减震效果不利;减震体系的减震效果与体系自振频率、阻尼、地震动输入有关,该混合减震措施在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地上都有较好的减震效果。
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