考虑弹塑性变形下Lock-up装置在连续梁桥上的减震性能研究

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1、分类号:U44；U4510710-2015121124硕士学位论文考虑弹塑性变形下Lock-up装置在连续梁桥上的减震性能研究马磊导师姓名职称胡兆同教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2018年4月1日论文答辩日期2018年5月13日学位授予单位长安大学StudyontheseismicperformanceoftheLock-updeviceswithcontinuousbeambridgesunderelastic-plasticstateAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MaL

2、eiSupervisor：Prof.HuZhaotongChang‟anUniversity,Xi‟an,China摘要随着科技的进步和工程计算能力的增强，工程实践中连续梁桥的跨度和每联总长不断加大，这种趋势给连续梁桥的抗震设计带来了新的挑战。由于大部分连续梁桥上部结构的惯性力被固定墩承受，导致固定墩墩底剪力和墩底弯矩较大，不利于提高桥梁的整体抗震性能。Lock-up装置作为可以重新分布连续梁惯性力传递路径的新型桥梁抗震装置，在工程实践中得到了一定程度的应用并取得了一定的成果。综合分析前人的研究后发现，大多数研究集中在弹性状态下桥梁使用Lock-up装置后的抗震

3、性能，而随着基于性能设计的设计思想得到了越来越广泛的接受和认同，考虑桥梁结构进入弹塑性状态下的性能表现已十分必要。本文在前人研究的基础上，着重研究安装Lock-up装置的连续梁桥处于弹塑性状态下的抗震性能，主要研究内容如下：（1）查阅文献资料，综合分析Lock-up装置的发展历程和在桥梁抗震方面的研究现状，根据Lock-up装置的工作原理对比分析几种不同的Lock-up装置模拟方法的特点和优劣，并指出以Maxwell粘弹性模型来模拟Lock-up装置的方法更接近工程实际情况。（2）总结桥梁抗震设计的基本理论和桥梁结构地震响应的分析计算方法；利用有限元软件SAP2

4、000建立考虑桥墩塑性变形的连续梁桥模型；并通过增量动力分析法研究Lock-up装置在连续梁桥处于弹性状态下的减震性能，讨论地震动特性和桥墩高度对Lock-up装置减震性能的影响。（3）利用非线性动力时程分析方法研究连续梁桥在进入弹塑性状态后Lock-up装置的减震性能；讨论不同的Lock-up装置布置方案对多跨连续梁桥在地震作用下产生的塑性铰数量和分布的影响，以及由此而导致的桥梁受力和抗震性能的改变。（4）研究长周期地震波作用下Lock-up装置的减震性能，对比分析长周期成分较多的地震波和短周期成分较多的地震波分别作用下安装Lock-up装置的连续梁桥的主梁位

5、移和速度响应以及主梁速度和位移减震率，并讨论长周期地震波作用下Lock-up装置对连续梁桥内力重分配的影响。关键词：Lock-up装置；连续梁桥；弹塑性；减震率；长周期IAbstractWiththeprogressionoftechnologyandthecapacityofcalculation,forcontinuousbeambridge,thenumberofpiersandthelengthoftotalspanbecomelarger,suchsituationmaycausechallengesforcontinuousbeambridgesei

6、smicdesign.Sincethefixedpiermainlybearstheinertiaforcecausedbytheupperstructuresofcontinuousbeambridge,theconcentrationofbendingmomentandshearforceisunfavorabletotheseismicperformanceofthewholebridge.Lock-updevicesarecapableofredistributingtheloadingpassofinertiaforce,andasanearthqua

7、keresistantdevicehaveaccomplishedcertaineffect.MostoftheprecedentresearchesfocusontheeffectivenessofLock-updevicewhenthecontinuousbridgesarewithinelasticstate,however,withthewideningacceptanceofthePBSD(performance-basedseismicdesign),takingtheplasticbehaviorofbridgeiscertainlynecessa

8、ry.Basedonth