钢阻尼滑板支座隔震梁桥振动台试验研究

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钢阻尼复合滑板支座具有经济性和隔震性能良好的优点,已逐渐应用于中小跨径装配式梁桥中,但目前采用该类型支座的桥梁还未得到强震充分检验,理论研究也比较缺乏。本文在振动台试验的基础上,通过非线性数值模拟和理论分析,对钢阻尼滑板支座的隔震性能、参数设计及易损性等进行了较为系统的研究。主要工作如下:(1)以一座两跨桥面连续简支梁桥为研究对象,进行全桥缩尺比模型振动台试验,比较了板式橡胶支座、高阻尼橡胶支座和钢阻尼滑板支座的隔震效果。(2)建立了三种不同类型支座隔震桥梁的有限元模型,进行了计算与试验结果对比分析,并探讨了地震波输入方向、频谱特性、强度及持续时间等参数对隔震桥梁地震响应的影响。(3)分析了钢阻尼滑板支座的隔震性能和隔震机理,并进行了参数优化,提出了在桥梁隔震中合理使用钢阻尼滑板支座的一些建议。(4)通过定义钢阻尼滑板支座的破坏状态,采用可靠度概率的方法得出了支座的易损性曲线,从地震易损性分析的角度评估了隔震桥梁的抗震性能。主要结论如下:(1)钢阻尼滑板支座和高阻尼橡胶支座隔震性能比较接近,在E1和E2地震作用下,二者隔震效果均优于板式橡胶支座。在E2地震作用下,相对于高阻尼橡胶支座,采用钢阻尼滑板支座的桥梁桥面板加速度和墩底内力降低更明显。(2)钢阻尼滑板支座纵桥向隔震效果会优于横桥向;地震波频谱特性接近模型的自振频率时,支座的隔震效果较差;地震动强度越大,支座隔震优越性越突出;地震动持续时间越长,支座的滑动越充分,隔震效果也越好。(3)屈服力、初始刚度、屈服刚度比等参数对钢阻尼滑板支座隔震效果影响较大。桥面板位移减震率随着支座屈服力、初始刚度的增大先递增到某一水平后基本保持不变,随着屈服刚度比的增大先降低而后增加,最后趋于稳定。给出了屈服力、初始刚度、屈服刚度比的取值范围,其中屈服刚度比为0.005~0.015。(4)在设计地震作用下钢阻尼滑板支座处于中等损伤以下;在罕遇地震作用下,钢阻尼滑板支座在纵桥向和横桥向可能会发生中等损伤,但不会发生严重或完全破坏。
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