铁路连续梁桥减隔震设计方案研究

为了对铁路连续梁桥减隔震设计方案进行对比研究,基于通用有限元软件SAP2000,以某三跨铁路连续梁桥为例,建立该桥的全桥有限元模型。对该桥采用铅芯橡胶支座进行减隔震设计,在7条典型地震波激励下对2种设计方案的减隔震效果进行计算分析,并将2种方案的结果进行比较。结果表明,2种隔震方案都能取得较好的隔震效果,但全桥隔震时制动墩地震响应隔震率优于制动墩隔震,且全桥隔震时梁体位移小于制动墩隔震。对铁路连续梁桥进行全桥减隔震设计,可以在较小梁体位移的前提下得到较好的隔震率,更有利于桥梁上部结构的安全。     

采用减隔震支座提高桥梁结构的安全性

研究了减隔震技术对提高桥梁结构抗震安全性的作用 ,采用有限元动力非线性分析程序 ,对设置板式橡胶支座、铅芯橡胶支座的桥梁结构进行了非线性时程分析 ,分析中考虑了桥梁结构与减隔震支座的非线性特性。结果表明铅芯橡胶支座较板式橡胶支座具有较好的抗震性能 ,同时针对采用铅芯橡胶支座的减隔震桥梁 ,分析了支座参数变化对桥梁结构抗震安全性的影响     

基于地震易损性的连续梁桥减隔震方案研究

减隔震措施的合理配置是高速铁路地震经济性目标控制的关键。为了对采用不同减隔震装置的高速铁路连续梁桥抗震性能进行量化研究,基于桥梁系统地震易损性分析,选用4种减隔震方案进行对比分析。4种方案分别为:全桥抗震设计方案（方案1）、全桥双曲面球型隔震支座+粘滞阻尼器方案（方案2）、中墩摩擦摆+边墩普通支座与阻尼器配合方案（方案3）和全桥摩擦摆+边墩阻尼器方案（方案4）。结果表明:高烈度高速铁路桥梁须通过减隔震设计才能满足抗震设防目标,综合经济性和抗震性能2方面因素,方案4有效降低了结构内力响应和位移响应,为所列方案中的最优方案。     

铅芯橡胶支座等效线性分析模型参数的研究

针对目前铅芯橡胶支座等效线性分析模型动力参数选取不够合理的现状 ,笔者通过对铅芯橡胶支座水平动态试验分析 ,系统研究了铅芯橡胶支座等效线性分析模型参数与其几何结构及外加动力荷载特性的关系。研究结果表明 :铅芯橡胶支座等效线性分析模型参数 (水平耗能、等效刚度及等效阻尼比 )主要由其本身的几何构造及组成材料决定 ,且在往复加、卸载循环过程中具有较好的稳定性。笔者对试验数据进行数学统计分析 ,归纳出一些经验公式 ,为其等效线性化动力分析模型参数的合理选取提供了计算方法 ,从而提高其动力分析结果的安全性。     

极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应影响研究*

为研究温度对板式橡胶支座连续梁桥抗震性能的影响,以1座两联3×30 m的预应力混凝土连续箱梁为对象,考虑极端温度对桥墩本构关系和橡胶支座力学特性的影响,运用MIDAS/Civil有限元软件对桥梁地震响应进行研究。通过对地震作用时不同温度工况下桥墩墩底弯矩、墩顶位移和支座位移的地震响应分析,得到极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应的影响规律。研究结果表明:与常温工况相比,极端温度引起支座刚度、桥墩混凝土材料参数的改变,使地震作用下极端低温工况桥墩内力和位移响应最大增大35.65%和24.78%,极端高温状态支座位移最大增大15.31%;温度变化对橡胶支座力学参数的影响会导致桥墩和上部结构连接刚度发生改变,导致桥墩和支座地震响应变化显著,使桥墩内力和位移响应均与温度呈负相关,支座位移与温度呈正相关;根据现行规范计算的极端低温时桥墩墩底弯矩偏小,极端高温时桥墩弯矩偏大,设计中应予重视;极端低温导致支座和桥墩刚度增大,会使交接墩地震响应较其他桥墩更显著,在设计中应着重关注。     

改性橡胶隔震支座抗拉性能试验研究

由于隔震支座的抗拉性能较低,当竖向拉伸变形较大时会对隔震支座性能造成不利影响。为解决支座抗拉问题,从改进隔震支座橡胶配方的角度,研发了1种新型改性橡胶支座。为测定隔震支座的抗拉性能,考虑了拉应力与拉应变2个方面,提出了1种隔震支座设计拉应力取值的参考方法,对该新型改性橡胶隔震支座进行了拉伸性能试验,结合拉应力取值的参考方法与试验结果得出了该种隔震支座的拉应力设计值为1.855 MPa,改性橡胶隔震支座的抗拉性能相较于普通橡胶隔震支座有所提高,为今后的相关隔震支座抗拉研究提供了参考。     

改良隔震橡胶支座的试验及模拟分析

在原有成熟隔震技术的基础上,将传统的隔震橡胶支座进行改良,改良后的橡胶隔震支座成本更低、质量更小,更适合在村镇建筑上使用;为确保改良后支座的力学性能符合隔震要求,对支座进行了竖向轴压和水平剪压试验及数值模拟,模拟结果与试验结果基本一致,结果显示简易隔震支座力学性能符合村镇隔震建筑要求。由于试验支座尺寸较小,在实际工程中可通过增大支座的尺寸或控制支座水平位移来降低支座翘曲对隔震性能的影响。     

隔震连续梁桥结构以位移为基础的抗震设计方法

笔者对隔震连续梁桥结构提出了一种以位移为基础的抗震设计方法 ,建立了设计位移反应谱 ,给出了设计步骤 ,该方法可对对称与非对称隔震连续梁桥结构采用相同的设计步骤进行基于位移的抗震设计 ,最后对设计算例用振型分析和非线性时程分析验证了设计结果的合理性     

村镇简易隔震支座数值模拟及施工应用

为改变农村建筑隔震技术的落后性,对现有技术成熟的橡胶隔震支座的尺寸和形状进行改良,板材依旧使用钢板,使其在满足农村建筑隔震要求的同时也兼顾工程的经济性,相较于为农村开发的纤维增强塑料板支座,这种隔震支座的理论体系和工艺更成熟,更适合大范围生产。为论证改良后的支座是否符合隔震需求,使用ABAQUS对其进行模拟,并将结果同试验结果进行对比,最后以昆明市富民县赤鹫镇项目探讨支座的可行性。经过模拟及赤鹫镇项目得出,简易隔震支座的力学性能及经济性都能满足农村建筑隔震要求,可以在广大农村地区进行推广。     

近断层强震速度脉冲效应及连续梁桥减隔震特性分析

应用非线性时程分析的方法 ,对于减、隔震连续桥梁在近场地震作用下的有效性和响应特性 ,作了深入的研究。通过有代表性的脉冲型近场强震记录时程分析 ,提出了用速度脉冲峰值及其周期之积来表示速度脉冲能量的方法 ,计算表明近场地震速度脉冲波能近似表征地震动破坏能力的大小 ,它和桥梁结构承受的地震响应大体成正比例关系。铅芯橡胶隔震支座在近场地震作用下仍然适用 ,但对于个别脉冲型强震记录效果不够明显 ,支座参数有必要进行优化。     

高速磁浮铁路轨道梁振动分析及控制研究

磁浮车辆系统动力学的研究 ,直接影响到磁浮列车安全行车、运行平稳性、线路设计及系统造价。以德国Transrapid高速磁浮铁路系统为基础 ,笔者采用动力有限元和耦合振动理论 ,建立了高速磁浮车辆 -轨道梁动力学模型 ,通过仿真计算后 ,得到了系统动力响应特征 ,为磁浮车辆平稳运行及高架线路优化设计 ,提供了理论依据。在此基础上 ,为保证运行安全 ,又对轨道梁设计提出了建议并给出了降低振动的措施。