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OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
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橡胶支座对非规则连续梁桥地震反应的影响

, PP. 110-117

Keywords: 桥梁工程,橡胶支座,有限元法,抗震设计,地震损伤

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Abstract:

?为减小不等墩高的非规则连续梁桥的低墩地震损伤集中,研究橡胶支座布置对它的影响趋势,以5座非规则连续梁桥为研究对象,通过橡胶支座布置,使得不同墩高的桥墩刚度接近或相同,然后通过建立有限元模型,分析了桥梁的弹塑性地震反应,并进行了理论分析比较。研究结果表明:低墩采用柔性橡胶支座时,在低墩屈服之前,可以有效改善非规则连续梁桥的地震反应,减小低墩的地震损伤;在低墩屈服以后,改善效果明显降低,低墩仍然存在地震损伤集中;对于一座具体的非规则连续梁桥,首先需要根据设计地震输入,选择高、低墩的合理损伤状态组合,然后合理布置不同刚度的橡胶支座。

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[5]  大小 桥梁
[6]  状态 桥梁简图 横桥向地震反应特点 弹性
[7]  状态 (1)由于各墩刚度相同,各墩承担的地震剪力关系如下: F1=F2=F3。墩顶主梁节点的横桥向位移关系如下: Δ1=Δ2 =Δ3
[8]  (2)由于各墩墩身长度不同,各墩底的地震弯矩关系如下: M2
[9]  屈服 (1)高墩损伤大于中、低墩
[10]  (3)由于中、低墩刚度相同,墩身长度不同,墩底的地震弯矩关系如下: M1>M2。随着地震加速度峰值的增加,中墩将先于低墩屈服 中墩
[11]  屈服 (1)高、中墩损伤大于低墩
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[19]  状态 桥梁简图 横桥向地震反应特点 弹性
[20]  状态 (1)由于各墩刚度相同,各墩承担的地震剪力关系如下: F1=F2=F3。墩顶主梁节点的横桥向位移关系如下: Δ1=Δ2 =Δ3
[21]  (2)由于各墩墩身长度不同,各墩底的地震弯矩关系如下: M2
[22]  屈服 (1)高墩损伤大于中、低墩
[23]  (2)由于高、中墩的屈服,高、中墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向低墩集中,主梁横桥向各节点位移不再一致
[24]  屈服 (1)由于高、中、低墩的屈服,三者刚度不再相同,主梁横桥向各节点位移不再一致
[25]  (2)由于各墩墩底屈服弯矩相同,墩身长度不同,所以各墩承担的地震剪力关系如下: F 3< F 1< F 2
[26]  (3)支座变形与各墩承担的地震剪力成正比,所以各墩横桥向支座变形关系如下: Δ b3< Δ b1< Δ b2
[27]  (4)由于各墩屈服后,各墩承担的地震剪力变化不大,各墩支座变形基本保持常量
[28]  状态 (1)由于各墩刚度相同,各墩承担的地震剪力关系如下: F1=F2=F3。墩顶主梁节点的横桥向位移关系如下: Δ1=Δ2 =Δ3
[29]  (2)由于各墩墩身长度不同,各墩底的地震弯矩关系如下: M2
[30]  屈服 (1)高墩损伤大于中、低墩
[31]  (2)由于高墩的屈服,高墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向中、低墩集中,同时,主梁横桥向各节点位移不再一致
[32]  (3)由于中、低墩刚度相同,墩身长度不同,墩底的地震弯矩关系如下: M1>M2。随着地震加速度峰值的增加,中墩将先于低墩屈服 中墩
[33]  屈服 (1)高、中墩损伤大于低墩
[34]  (2)由于高、中墩的屈服,高、中墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向低墩集中,主梁横桥向各节点位移不再一致
[35]  (3)随着地震加速度峰值的增加,低墩将屈服 低墩
[36]  屈服 (1)由于高、中、低墩的屈服,三者刚度不再相同,主梁横桥向各节点位移不再一致
[37]  (4)由于各墩屈服后,各墩承担的地震剪力变化不大,各墩支座变形基本保持常量
[38]  (5)随着地震加速度峰值的继续增加,横桥向主梁位移增加值主要由各墩墩身变形的增加值来产生。各墩产生相同的墩身变形增加值时,桥墩墩身越短,墩底截面曲率增加越大,地震损伤仍向低墩集中 弹性
[39]  状态 (1)由于各墩刚度相同,各墩承担的地震剪力关系如下: F1=F2=F3。墩顶主梁节点的横桥向位移关系如下: Δ1=Δ2 =Δ3
[40]  (2)由于各墩墩身长度不同,各墩底的地震弯矩关系如下: M2
[41]  (2)由于高墩的屈服,高墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向中、低墩集中,同时,主梁横桥向各节点位移不再一致
[42]  (3)由于中、低墩刚度相同,墩身长度不同,墩底的地震弯矩关系如下: M1>M2。随着地震加速度峰值的增加,中墩将先于低墩屈服 中墩
[43]  屈服 (1)高、中墩损伤大于低墩
[44]  (2)由于各墩墩底屈服弯矩相同,墩身长度不同,所以各墩承担的地震剪力关系如下: F 3< F 1< F 2
[45]  (3)支座变形与各墩承担的地震剪力成正比,所以各墩横桥向支座变形关系如下: Δ b3< Δ b1< Δ b2
[46]  (4)由于各墩屈服后,各墩承担的地震剪力变化不大,各墩支座变形基本保持常量
[47]  (5)随着地震加速度峰值的继续增加,横桥向主梁位移增加值主要由各墩墩身变形的增加值来产生。各墩产生相同的墩身变形增加值时,桥墩墩身越短,墩底截面曲率增加越大,地震损伤仍向低墩集中 低墩
[48]  (3)支座变形与各墩承担的地震剪力成正比,所以各墩横桥向支座变形关系如下: Δ b3< Δ b1< Δ b2
[49]  (4)由于各墩屈服后,各墩承担的地震剪力变化不大,各墩支座变形基本保持常量
[50]  (5)随着地震加速度峰值的继续增加,横桥向主梁位移增加值主要由各墩墩身变形的增加值来产生。各墩产生相同的墩身变形增加值时,桥墩墩身越短,墩底截面曲率增加越大,地震损伤仍向低墩集中
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[55]  表3低墩采用柔性支座时的桥梁横桥向地震反应特点
[56]  (2)由于高墩的屈服,高墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向中、低墩集中,同时,主梁横桥向各节点位移不再一致
[57]  (2)由于高、中墩的屈服,高、中墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向低墩集中,主梁横桥向各节点位移不再一致
[58]  (3)随着地震加速度峰值的增加,低墩将屈服 低墩
[59]  屈服 (1)由于高、中、低墩的屈服,三者刚度不再相同,主梁横桥向各节点位移不再一致
[60]  (2)由于各墩墩底屈服弯矩相同,墩身长度不同,所以各墩承担的地震剪力关系如下: F 3< F 1< F 2
[61]  (3)支座变形与各墩承担的地震剪力成正比,所以各墩横桥向支座变形关系如下: Δ b3< Δ b1< Δ b2
[62]  (4)由于各墩屈服后,各墩承担的地震剪力变化不大,各墩支座变形基本保持常量
[63]  (5)随着地震加速度峰值的继续增加,横桥向主梁位移增加值主要由各墩墩身变形的增加值来产生。各墩产生相同的墩身变形增加值时,桥墩墩身越短,墩底截面曲率增加越大,地震损伤仍向低墩集中 注: Fi为第i墩的地震剪力;Δi为第i墩的墩顶主梁节点的横桥向位移;Mi为第i墩的墩底地震弯矩;Δbi 为第i墩的墩顶支座的横桥向变
[64]  形;Kpi为第i墩的墩身刚度;Kbi为第i墩的支座刚度;Ki为第i墩的支座与墩身的综合刚度;i=1,2,3。
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[71]  大小 桥梁
[72]  状态 桥梁简图 横桥向地震反应特点 地震
[73]  大小 桥梁
[74]  (2)由于高墩的屈服,高墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向中、低墩集中,同时,主梁横桥向各节点位移不再一致
[75]  (3)由于中、低墩刚度相同,墩身长度不同,墩底的地震弯矩关系如下: M1>M2。随着地震加速度峰值的增加,中墩将先于低墩屈服 中墩
[76]  屈服 (1)高、中墩损伤大于低墩
[77]  (3)随着地震加速度峰值的增加,低墩将屈服 低墩
[78]  (5)随着地震加速度峰值的继续增加,横桥向主梁位移增加值主要由各墩墩身变形的增加值来产生。各墩产生相同的墩身变形增加值时,桥墩墩身越短,墩底截面曲率增加越大,地震损伤仍向低墩集中 弹性
[79]  (2)由于各墩墩底屈服弯矩相同,墩身长度不同,所以各墩承担的地震剪力关系如下: F 3< F 1< F 2
[80]  (3)支座变形与各墩承担的地震剪力成正比,所以各墩横桥向支座变形关系如下: Δ b3< Δ b1< Δ b2
[81]  状态 (1)由于各墩刚度相同,各墩承担的地震剪力关系如下: F1=F2=F3。墩顶主梁节点的横桥向位移关系如下: Δ1=Δ2 =Δ3
[82]  (2)由于各墩墩身长度不同,各墩底的地震弯矩关系如下: M2
[83]  屈服 (1)高墩损伤大于中、低墩
[84]  (3)由于中、低墩刚度相同,墩身长度不同,墩底的地震弯矩关系如下: M1>M2。随着地震加速度峰值的增加,中墩将先于低墩屈服 高墩
[85]  屈服 (1)高墩损伤大于中、低墩
[86]  (2)由于高墩的屈服,高墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向中、低墩集中,同时,主梁横桥向各节点位移不再一致
[87]  屈服 (1)高、中墩损伤大于低墩
[88]  (2)由于高、中墩的屈服,高、中墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向低墩集中,主梁横桥向各节点位移不再一致
[89]  (3)随着地震加速度峰值的增加,低墩将屈服 中墩
[90]  (2)由于高、中墩的屈服,高、中墩的实际刚度减小,结构地震惯性力开始向低墩集中,主梁横桥向各节点位移不再一致
[91]  (3)随着地震加速度峰值的增加,低墩将屈服 低墩
[92]  屈服 (1)由于高、中、低墩的屈服,三者刚度不再相同,主梁横桥向各节点位移不再一致
[93]  屈服 (1)由于高、中、低墩的屈服,三者刚度不再相同,主梁横桥向各节点位移不再一致
[94]  (2)由于各墩墩底屈服弯矩相同,墩身长度不同,所以各墩承担的地震剪力关系如下: F 3< F 1< F 2

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