近场长周期地震动作用下减隔震连续梁桥地震反应特性研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zx19910412
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近几年来发生的几次地震都存在一定的长周期地震动成分,尤其是近场地震动具有大幅值、长周期、短持时的特点,并且具有强脉冲特性和强竖向地震作用的特点。目前,减隔震桥梁的应用越来越广泛,对于自振周期较长的减隔震桥梁减隔震效果目前已得到了普遍的认可,但在近场长周期地震动作用下的动力行为,以及减隔震支座的减隔震效果是目前迫切需要研究的问题,也是发展和推广减隔震技术必须要解决的问题。本文首先利用课题组前期的研究成果界定和选取近场长周期地震动,然后系统研究了近场长周期地震动作用下铅芯橡胶支座减隔震连续梁桥的地震反应特性及铅芯橡胶支座的减隔震性能。主要结果及结论如下:  1、利用有限元模型研究近场长周期地震动对减隔震连续梁桥的影响,结果表明:在近场长周期地震动作用时,铅芯支座减隔震性能不一定能够较好的发挥,在某些地震动作用下,甚至可能放大地震反应;在常规地震动和脉冲特性不明显的近场长周期地震动作用下,桥梁的地震反应并没有明显的差异,说明脉冲特性不明显的近场长周期地震动对支座并未造成比常规地震动明显的不利影响;在脉冲特性不明显的近场长周期地震动作用下,铅芯支座起到一定的减隔震作用,但其发挥程度受到输入的地震动的影响。  2、研究近场地震动脉冲特性对减隔震桥梁地震反应的影响,结果表明:在脉冲特性明显的地震动作用下,脉冲特性对铅芯支座的减隔震性能的发挥较为不利,并放大了主梁的反应,很容易造成相邻梁体的碰撞或造成落梁现象,应加强防落梁措施的设置;在脉冲特性明显和脉冲特性不明显的近场长周期地震动作用下,脉冲特性明显的桥梁的地震反应大于脉冲特性不明显的地震反应,说明脉冲特性明显的近场长周期地震动对桥梁造成比脉冲特性不明显的地震动明显的不利影响;随着墩高的增加,脉冲特性明显的地震动比脉冲特性不明显的地震动的墩的响应有较大幅度的增加,铅芯支座的减隔震性能没有得到很好的发挥;所以,在近场地区的连续梁桥,在使用铅芯橡胶支座时,应同时增加主梁抗震挡块、阻尼器等措施。  3、研究近场竖向地震动对减隔震桥梁的地震反应的影响,结果表明:在不同竖向输入下,墩的剪力、弯矩受竖向地震动影响较小;墩柱轴力受竖向地震动影响较大,随着竖向地震动强度的增大,墩柱的最大轴力有较大幅度的增加,最小轴力明显减小,轴力的增大可能导致墩柱的受力形态产生变化,可能由大偏心受压状态转变为小偏心受压状态,从而影响其受弯承载力;而最小轴力的减小亦会影响其受弯承载力,导致受弯承载力不足而发生破坏;支座反力受竖向地震动的影响较大,随着竖向地震动强度的增大,支座的最大反力逐渐增加,最小反力逐渐减小;在近场长周期地震动对减隔震桥梁的激励下,铅芯支座连续梁桥的主梁竖向加速度峰值比墩顶竖向加速度峰值大。
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