新型可浇筑式隔震支座隔震性能研究

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近些年来大跨径及高速铁路桥梁的大规模建设,对桥梁隔震支座的竖向承载力提出更高的要求,而传统隔震支座竖向承载力相对不足。为此开发了新型可浇筑式隔震支座,该支座采用新型高分子改性材料,具有较大竖向承载力,且阻尼性能良好,具有一定应用前景;能量分析法能够定量确定结构任一时刻能量的输入、转化和耗散情况,可从新一角度评估减隔震装置隔震性能,但目前在桥梁支座隔震性能分析中的应用还较少。本文应用有限元仿真分析和能量分析法对该新型可浇筑式隔震支座的隔震性能进行了分析研究。文章首先探讨了该新型可浇筑式隔震支座的力学性能。介绍了新型可浇筑式隔震支座的简化恢复力模型以及基本参数拟合方法。通过支座循环剪切试验,研究了新型可浇筑式隔震支座的基本力学性能、剪应变相关性、压应力相关性等。并用模型理论公式对试验曲线进行拟合,为后续有限元分析中支座参数选取提供计算依据。然后以实际工程为背景,利用Midas软件建立30m跨连续梁桥有限元分析模型,得到可浇筑式支座隔震体系的动力特性和地震响应,并与抗震体系及铅芯支座隔震体系进行比较。结果表明,新型可浇筑式隔震支座在地震作用下位移和内力可得到良好控制。接着在能量分析法原理的基础上,提出基于有限元软件计算结果的能量分析法计算公式,编程定量计算出隔震体系输入与损耗能量,如地震输入能、支座滞回耗能、阻尼耗能等,并将该方法应用于本文各类分析中。最后通过进行20m、30m、40m、85m跨连续梁桥以及40m跨不同场地类型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)连续梁桥建模与时程分析,并与铅芯支座隔震体系比较,研究自振周期(跨度)和场地类型对新型可浇筑式支座隔震效果影响。结果表明,在自振周期(跨度)较小和软土地基下,新型可浇筑式支座隔震效果表现更好。
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