基于振动台试验的高铁桥梁减隔震性能研究

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1、广州大学硕士学位论文基于振动台试验的高铁桥梁减隔震性能研究专业：建筑与土木工程硕士生：戴隆华指导教师：吴迪摘要高速铁路由于具有舒适、快捷、环保、安全等特点，将逐渐成为人们出行选择的主要交通方式。为了节约土地和减少能源的消耗，高铁线路中桥梁通常占有较大的比重。桥梁作为高速铁路系统中的重要组成部分，在地震中一旦发生破坏将会造成严重的后果。高速铁路桥梁对线路的平稳性具有较高的要求，即桥墩必须具备足够大的刚度。在地震作用下，刚度大的结构遭受到的地震作用较大，易使桥梁结构发生破坏。因此，对高铁桥梁结构进行减隔震技术研究显得尤为必要。目前国内外学者对高铁隔震桥梁的震害以及减隔震技术，主要体现在理

2、论研究上，关于高铁隔震桥梁的振动台试验研究成果较少。本文采用振动台试验与数值模拟相结合的方法，对高铁隔震桥梁的减隔震性能进行了研究。本文研究的主要工作包括以下几个方面：（1）设计并制作了符合高铁隔震桥梁振动台试验要求的双凹面摩擦摆隔震支座，并对双凹面摩擦摆隔震支座进行了力学性能试验，将理论计算结果与试验结果进行了对比，发现理论计算结果与低周反复加载试验的结果吻合较好，即采用双折线滞回模型能有效模拟双凹面摩擦摆支座的水平力-位移本构关系。（2）以我国一跨标准32.5米的实际高铁简支桥梁为研究对象，设计并制作了缩尺比为1:13的高铁隔震桥梁模型，选用El-Centro波、汶川波和SanF

3、rancisco波作为输入地震动，将双凹面摩擦摆隔震支座运用于高铁桥梁中，并对高铁隔震桥梁模型进行了地震模拟振动台试验。试验中测量了不同抗震设防烈度地震动作用下桥梁模型结构的响应，包括梁体、墩顶的加速度和位移，摩擦摆支座的剪切变形，墩底钢筋和混凝土的应变等。试验结果表明：双凹面摩擦摆支座能够有效的消耗地震动能量，减小桥梁结构的动力响应，并且随着输入地震动强度的增大，隔震桥梁模型的减隔震效果越好。I基于振动台试验的高铁桥梁减隔震性能研究（3）运用OpenSees有限元软件建立了高铁隔震桥梁振动台试验模型，选用试验时振动台台面记录的加速度作为有限元分析的输入地震动，并进行了动力时程反应分

4、析，将有限元计算分析结果与振动台试验结果进行了对比，验证了试验结果的准确性。（4）根据双凹面摩擦摆隔震支座以及电磁感应的工作原理，将电磁阻尼与双凹面摩擦摆支座二者结合起来，设计并制作了一种新型的电磁阻尼摩擦摆支座。对新型的电磁阻尼摩擦摆支座进行了理论分析，推导出了支座的电磁阻尼力。（5）将电磁阻尼摩擦摆支座运用于高铁桥梁振动台试验模型中，分别对采用电磁阻尼摩擦摆支座的高铁桥梁和采用双凹面摩擦摆支座的高铁桥梁模型进行了振动台试验，并将二者试验结果进行了对比，验证了电磁阻尼摩擦摆支座的减隔震性能。关键词：高铁桥梁；摩擦摆支座；振动台试验；减隔震；有限元分析；电涡流阻尼II广州大学硕士学位

5、论文ResearchonSeismicIsolationPerformanceofHigh-SpeedRailwayBridgeBasedonShakingTableTestMajor:ArchitectureandCivilEngineeringName:DaiLonghuaSupervisor:WuDiAbstractBecauseofitscomfort,rapidity,environmentalprotectionandsafety,high-speedrailwaywillgraduallybecomethemainmodeoftransportationpeoplech

6、oosetotravel.Inordertosavelandandreduceenergyconsumption,bridgesusuallyoccupyalargeproportioninhigh-speedrailwaylines.Asanimportantpartofhigh-speedrailwaysystem,thedamageofhigh-speedrailwaybridgeinearthquakewillcauseseriousconsequences.Thepiersofhigh-speedrailwaybridgemusthaveenoughrigiditytoen

7、surethestabilityofthebridge.Underearthquakeaction,thestructurewithlargestiffnessissubjectedtomoreearthquake,anditiseasiertodamagethebridgestructure.Therefore,itisnecessarytostudytheisolationtechnologyofthebridgestructureofhigh-spe