铅芯橡胶支座对中承式系杆钢拱桥抗震性能的作用

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1、分类号：TU997密级：公开UDC：624编号：201421601003河北工业大学铅芯橡胶支座对中承式系杆钢拱桥抗震性能的作用论文作者：王愉颖学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：土木工程指导教师：韩振勇职称：教授级高工DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofCivilandTransportationEngineeringEFFEFTOFLEADRUBBERBEARINGONSEISMICPERFORMANCEOFHALFTHROUGHTIEDSTEELARCHBRIDGby

2、WangYuyingSupervisor:Prof.HanZhenyongMay2017摘要中承式系杆钢拱桥在我国城市桥梁中应用越来越多，其减隔震设计多为构造措施。铅芯橡胶支座于上世纪六十年代末就被发明并应用于实际工程，本文以巴彦淖尔先锋桥作为工程背景对实际工程进行模拟，并以规范为准选定铅芯橡胶支座参数，重点研究不同型号的铅芯橡胶支座对结构的抗震性能的影响，以期为桥梁设计提供选取依据。具体研究内容如下：（1）本文介绍了拱桥结构发展过程；铅芯橡胶支座形式；总结前人对桥梁抗震、减隔震的研究内容。（2）改变桥梁铅芯橡胶支座的尺寸，分析其在地震动作用下对结构的振型和周期的影响，发现在相同

3、一组地震动作用下，结构的振型出现顺序与抗震支座尺寸关系较大，在抗震支座尺寸较小时（本文抗震支座尺寸小于870×870mm×mm时）抗震支座尺寸的增大减弱结构的地震动反应，结构的周期变大，结构的刚性明显降低。（3）改变桥梁铅芯橡胶支座的参数（铅芯屈服力、剪切弹性模量、屈服前刚度、屈服后刚度、水平等效刚度和等效阻尼比），运用时程分析法比较了其对结构加速度反应的贡献。对比结构各方向加速度反应峰值，得到在抗震支座作用下桥梁的加速度顺桥向有降低的趋势，横桥向有增大的趋势。抗震支座对结构加速度作用主要体现在将顺桥向地震作用转移到横桥向作用。（4）改变桥梁铅芯橡胶支座的参数，运用时程分析法比较

4、了其对结构的位移反应的贡献。抗震支座尺寸对结构位移的影响突出；当抗震支座尺寸足够大时（本文中尺寸超过770×770mm×mm时），结构抗震性能与抗震支座屈服前刚度相关性明显；随着抗震支座尺寸的增大，结构的位移反应增大；支座尺寸较大且屈服前刚度较大时，结构的位移反应将有降低，结构的地震动反应减小，有利于提高结构抗震性能。（5）综合分析结构加速度反应、位移反应、结构振型和周期，得出铅芯橡胶支座对结构动力反应贡献主要来源于支座尺寸及支座屈服前刚度，为桥梁设计提供有益的参考。关键词：中承式系杆钢拱桥；加速度反应；位移反应；铅芯橡胶支座IAbstractThehalf-throughtie

5、dsteelarchbridgehasbeenusedmoreandmoreinurbanbridgesinchina,anditsisolationdesignisaconstructionmeasure.Theleadrubberbearingwasinventedandappliedtopracticalengineeringinthelate60softhelastcentury.Inthispaper,theBayanNurPioneerBridgeisusedastheengineeringbackgroundtosimulatetheactualengineerin

6、g.Theparametersofleadrubberbearingareselectedaccordingtothestandard.Theinfluenceofdifferentleadrubberbearingontheseismicperformanceofthestructureisstudiedinordertoprovidethebasisforthedesignofthebridge.Specificresearchcontentsareasfollows:（1）Thedevelopmentprocessofarchbridgeandtheformofleadru

7、bberbearingareintroduced.Theresearchcontentsofbridgeseismicandseismicisolationaresummarized.（2）Theinfluenceofdifferentsizesofleadrubberbearingsonthevibrationmodesandcyclesofstructuresundertheearthquakeisanalyzed.Inthesamegroupofearthquakes,th