近场地震作用下减隔震桥梁的地震响应分析研究

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近场地震动对桥梁结构的损害远大于远场地震动,不仅对短周期结构而且对于中长周期结构也带来巨大的损害。随着公路行业的发展,一些桥梁不可避免的要建在断层附近,鉴于远场隔震的有效性,所以近场地震下桥梁减隔震的研究十分必要。本文首先对近场地震动特性进行总结,然后针对近场速度脉冲型地震动进行研究,以一联4×40m独柱墩连续梁桥为研究对象,在水平和竖向速度脉冲型地震动输入下对模型进行非线性时程分析,分别探讨了铅芯橡胶支座、油阻尼器及摩擦摆式支座(FPS)三种减隔震装置的参数敏感性及其减震效果,并考虑墩高变化对隔震结构的影响,得出一些有益结论。主要包括: 1.在近场速度脉冲型地震动作用下,铅芯橡胶支座的减震效果较好,并且在硬化比一定的情况下,支座位移随着屈服强度和初始刚度的增加而减小;对同一地震动,存在某个特定的屈服强度值使墩底弯矩最小,且该值随着初始刚度的增加有增加的趋势;此外,在铅芯橡胶支座不变的情况下,支座位移和墩顶位移随着墩高的增加而增加。 2.在近场速度脉冲型地震动作用下,阻尼器能起到较好的减震效果;墩底弯矩随着阻尼系数C的增加而减小;部分速度脉冲作用下,存在某个特定的α使墩底弯矩最小,且该α随着阻尼系数C的增大而增大;支座位移随着速度指数的增加而增加,随着阻尼系数的增大而减小。在阻尼器参数不变时,墩底剪力随着墩高的增加先减小后增加,墩高到达一定程度后,支座位移随着墩高增加而增加。 3.在近场速度脉冲地震动作用下,FPS支座能起到较好的减震效果,但在多个速度脉冲型地震动作用下,支座布置对隔震效果影响较大。当采用库伦摩擦时,墩底弯矩随着支座半径的增加而减小,但当半径达到一定程度后,墩底弯矩对半径已不太敏感;墩顶支座位移随着支座半径的增加小幅增加,随着摩擦系数的增大而减小。
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