斜交简支梁桥基于BRB的减震装置设计及参数优化

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:beardengsha
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斜交桥具有不规则的结构形式,在历次地震中区别于直桥的典型震害表现为主梁平动与绕竖轴的转动耦合。屈曲约束支撑(Buckling Restrained Brace,简称BRB)不仅具有支撑性能,还具备优良的耗能性能。基于支座承担上部结构重量,减隔震装置承担水平位移的“功能分离”设计理念,本文设计了两种应用于斜交桥的BRB减震装置,进行了设计参数优化,并针对现有BRB耗能能力不能实现分级目标,探索性地提出了一种分级耗能型BRB和两种实现BRB分级耗能的构思。本文主要开展了以下几方面的研究:(1)在查阅大量国内外相关文献的基础上,对斜交桥典型震害和研究现状进行了回顾,详细归纳了斜交桥的计算模型、地震引起的桥面旋转及减震控制措施等方面的研究成果。(2)阐述角钢拼接十字形分级耗能型BRB的工作机理,建立有限元数值模型分析其耗能特性,结果表明:该装置分级效果明显。(3)采用数值模拟方法分析并联型与串联型BRB的分级耗能性能,调查长度比、面积比及材性对两种分级耗能BRB的耗能能力和分级能力的影响,并确定了设计参数的最优值,为BRB分级耗能思想在抗震设防中的运用提供一定的参考依据。(4)利用单跨斜交简支梁桥模型,分析BRB的最优布置方式和BRB性能设计参数对减震效果的影响,结果表明:BRB在梁两端垂直梁缝布置减震效果最好,且当BRB先于桥台失效时,λ(峰值荷载比)需大于1。(5)通过两跨斜交简支梁桥模型,分析所提出的BRB菱形布置和BRB连梁布置两种装置的构造参数和力学性能参数对斜交桥减震效果的影响,根据减震效果确定了相关参数的最优值。(6)调查了不同斜度三跨斜交简支梁桥在近断层脉冲效应地震作用下的地震响应特性,研究BRB菱形布置对不同斜度斜交桥在近断层脉冲效应地震作用下的减震效果。
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