橡胶铅芯支座在寒冷地区桥梁抗震中的应用分析

论文摘要

地震是威胁人类社会的一大自然灾害,减隔振装置的研发与应用是减轻地震造成的生命财产损失的主要途径。橡胶铅芯支座因其减震效果、安全性能、经济耐久性和适用性的优点,在桥梁抗震领域越来越多的被采用。国内外对于橡胶铅芯支座的减隔振研究主要集中在对各种参数的取值上和滞回曲线形态影响因素的研究,对于在温度改变的情况下支座性能的变化没有系统的定量结论,而实践已经证实温度环境的改变对支座的减震效果有重要的影响,特别是低温条件下的影响更大。本文以橡胶铅芯支座LRB2000为研究对象,主要进行了以下几个方面的工作：（1）全面总结并分析比较了非线性动力分析的理论和方法,为橡胶铅芯支座的桥梁减震的有限元仿真分析提供了理论基础和依据。（2）根据非线性时程分析中地震波的选取原则,以及地震波的选用和调整,应用按照地震波反应谱生成人工模拟地震波的SIMQKEGR程序,得出适合采用橡胶铅芯支座桥梁有限元仿真分析的人工合成地震波。（3）采用跨度为40m+40m+40m连续梁桥,桥墩与上部采用LRB2000橡胶铅芯支座连接,桥墩底部,梁两端弹性连接,利用MIDAS/CIVIL有限元分析软件建立模型,分别对采用LRB2000支座和采用普通支座的桥梁进行非线性时程分析,输入软件自带地震波,比较分析得出在受到同一地震波作用下地震效应走向的趋势基本上是一致的,可数值上的变化较大,说明采用抗震橡胶铅芯支座对地震反应有明显的削弱。（4）铅芯橡胶支座因其材料本身的性质,它的力学性能和温度环境变化有较强的相关性,在MIDAS/CIVIL有限元分析模型中建立双线型模型,采用不同温度下橡胶铅芯支座的性能参数,输入三种地震波,对三跨连续梁进行时程分析,得出相应的地震反应,比较三种不同的波谱情况下的变化情况,找出橡胶铅芯支座随温度变化对桥梁地震的影响规律,得出一些有益于我国寒冷地区采用橡胶铅芯支座的桥梁有限元分析结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的学术背景及研究的目的和实际意义
• 1.1.1 课题的学术背景
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.2.3 橡胶铅芯隔震支座研究中存在的问题
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 结构动力分析相关理论
• 2.1 概述
• 2.2 静力法
• 2.3 振型分解反应谱法
• 2.3.1 阵型分解法（不考虑阻尼）
• 2.3.2 阵型分解法（考虑阻尼）
• 2.4 能量分析法
• 2.5 时程分析法
• 2.5.1 动态时程分析法的概念
• 2.5.2 运动方程的建立
• 2.5.3 动力方程的数值解法
• 2.6 本章小结
• 第3章 时程分析法中输入地震波的人工模拟
• 3.1 地震波的选取原则
• 3.2 地震波的选用和调整
• 3.2.1 地震波的选用
• 3.2.2 地震波的调整
• 3.3 反应谱生成人工模拟地震波
• 3.3.1 基础理论
• 3.3.2 SIMQKE-GR模拟人工地震波
• 3.4 本章小结
• 第4章 橡胶铅芯支座桥梁的有限元分析
• 4.1 橡胶铅芯支座
• 4.1.1 橡胶铅芯支座的构造
• 4.1.2 橡胶铅芯支座的恢复力模型
• 4.2 橡胶铅芯支座结构的动力有限元分析理论
• 4.3 MIDAS/CIVIL对橡胶铅芯支座桥梁的动力有限元分析
• 4.3.1 MIDAS/CIVIL对橡胶铅芯支座模型的建立
• 4.3.2 MIDAS/CIVIL进行对比时程分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 寒冷地区橡胶铅芯支座桥梁的地震响应分析
• 5.1 MIDAS/CIVIL全桥有限元模型的建立
• 5.2 地震波的选取
• 5.3 温度变化对橡胶铅芯支座的地震响应分析
• 5.3.1 温度变化对橡胶铅芯支座性能的改变
• 5.3.2 低温条件下的地震响应分析
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢