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地震是一种自然现象,全世界每年发生的能被人们察觉到的地震约有5万次之多。如今随着大型桥梁工程的增多,桥梁减隔震研究的重要性也日益凸显。而支座作为桥梁结构中较为薄弱的部位,在地震中起着传递荷载与减震消能的作用,重要性不言而喻。摩擦摆支座(FPB支座)由于其优异的减隔震性能与稳定性成为目前大型桥梁常用的减隔震装置,支座利用简单的单摆原理外加若干滑动面就达到了延长了结构自振周期、耗散地震能量的目的,并且由于FPB支座的特殊圆弧形滑动面使得支座也拥有自动复位的能力,能经受多次地震的考验。本文以靖远金滩黄河大桥(主桥部分)为工程背景,借助Midas Civil有限元分析软件,采用非线性动态时程分析方法对该大跨宽幅矮塔斜拉桥进行FPB支座参数的选取与优化以及不同墩高条件下的地震响应分析,并与非减隔震支座桥梁进行对比研究。论文主要研究内容与结论如下:(1)对减隔震技术发展与应用现状做了介绍,并论述了FPB支座的构造方式与工作原理。常见桥梁地震反应的分析方法有静力法、反应谱法与动态时程分析方法,鉴于工程背景桥梁的复杂性所以本文将应用非线性动态时程分析方法进行桥梁地震分析。地震波的选取与处理一般对分析结果的离散性有很大的影响,故本文还对地震波的种类与形成做介绍。最后利用桥梁安全评估报告中的1940,El Centro Site,180 Deg、1952,Taft Lincoln School,339Deg、1971,San Fernando,339 Deg这三条地震波进行后续章节的研究。(2)简述工程背景主要技术标准与重点构件尺寸,应用Midas Civil有限元分析软件,根据设计规范与图纸建立靖远金滩黄河大桥全桥有限元模型。(3)运用线性变化摩擦系数与曲率半径取值的方法,从表征支座减隔震性能的内力、位移及减隔震率三方面入手进行对比分析。研究影响FPB支座减隔震性能的两个重要参数即摩擦系数与曲率半径对FPB支座减隔震性能的影响。本文取慢时摩擦系数0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10,曲率半径为5m、7m、9m、11m、13m进行分析。根据分析得到8#墩墩底弯矩幅值在摩擦系数为[0.05~0.06]时达到最小,而随着曲率半径的增加呈下降趋势。并且表明内力对FPB支座摩擦系数变化较为敏感对曲率半径变化不是很敏感。而对于两种参数耦合作用下时,未能有一个明确的取值使得内力与位移、减隔震率都达到最佳状态,应根据实际情况进行选择。(4)对于不同桥梁墩高变化对减隔震性能的影响。利用墩高等高度变化与非等高变化两种方式,对不同墩高条件下应用摩擦摆支座的桥梁开展地震响应分析。在进行等高墩研究时将7#、8#主墩进行10m、15m、20m、25m、30m变化。结果表明桥梁应用FPB支座与墩高变长均具有延长结构周期作用。但在桥墩高度较高的情况下,FPB支座的减隔震性能会降低。即FPB支座在桥墩较低的情况下会比非减隔震支座拥有更好的减隔震效果,而高墩桥梁非减隔震支座的减隔震效果优于FPB支座。而在非等高墩的研究时,将保持7#墩墩高不变,只对8#墩墩高进行变化,结果表明“一变一不变”墩高条件下,随着变高墩墩高的变化,不变高墩墩底弯矩仅与地震波作用有关,而变高墩墩底弯矩随着墩高的增加而逐渐增加,但不同地震波条件下的弯矩值差别较小。