SMA绞线复合支座的设计及其桥梁隔震效果分析

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经济的飞速发展,人口密集程度增大,交通线的顺畅对于现代化的城市显得越来越重要。桥梁作为主要交通线之一,安全性引起人们的广泛注意。桥梁减隔震技术作为一种经济,高效的工程抗震手段,得到了飞速的发展。SMA以其超弹性性能、形状记忆效应以及高阻尼特性等优异而独特的性能在桥梁结构控制领域引起了越来越来的重视。本文系统总结桥梁减隔震技术的原理,对减隔震装置的性能、要求及常用装置进行介绍,并将隔震桥梁简化为双自由度模型,研究其动力学性质。基于桥梁减隔震技术的性能要求,利用SMA的超弹性滞回能力,对以往设计的SMA绞线复合支座的基础上,进行新型复合支座的设计。通过建立复杂隔震桥梁的有限元模型,对安装了传统支座、叠层橡胶支座和SMA绞线复合支座的桥梁,分别在天津波和阪神波地震激励作用下,进行模态分析和时程分析。得到了以下结论:(1)SMA绞线复合支座利用形状记忆合金的超弹性滞回性能进行被动耗能并增强了回复力,克服了叠层橡胶支座回复力小和阻尼小的缺点。(2)安装了叠层橡胶支座和SMA绞线复合支座的隔震桥梁都具有比较好的减隔震效果,均能在一定程度内满足桥梁结构的安全性需要。(3)SMA绞线复合支座的隔震效果优于叠层橡胶支座,不仅增加了上部结构的自振周期,而且有效控制了隔震层的位移,实现了更好的减隔震效果。
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