市域铁路隔震桥梁的地震响应分析

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地震是日常生活中破坏力最强的自然灾害之一,桥梁在地震作用下发生倒塌的案例屡有发生,因此对桥梁进行抗震设计,必须严格执行的,减隔震技术是近些年来桥梁抗震的新技术之一,在桥墩和上部结构之间设置减隔震支座是最常见的桥梁减隔震技术,减隔震支座通过延长桥梁的自振周期,避开地震能量集中的范围,从而降低桥梁受到的地震力。减隔震支座同时也可以利用自身材料的特点耗散桥梁的地震总输入能,保证桥梁主体结构的安全性。因此对减隔震支座进行相关研究是非常有必要的。本文利用动力时程分析和能量法原理,利用Ansys有限元软件对三座不同类型的桥梁进行建模和动力分析,重点研究减隔震支座对桥梁抗震的影响,包括以下内容:1.总结桥梁震害的类型和现象,通过桥梁震害得出启示,介绍几种新的桥梁抗震技术,重点介绍其中的桥梁减隔震技术。2.介绍了动力时程分析Newmark-β法公式的推导过程和计算方法,又介绍了能量法的产生发展过程和基本原理,推导了单自由度和多自由度下的能量法原理基本方程。详细说明了能量方程中各部分所代表的能量意义。3.通过Ansys软件对三座不同类型的桥梁进行建模和动力分析,以能量法原理为理论基础,对减隔震支座初始参数设置优化条件,输入不同的地震波,计算出在同一座桥梁在不同支座参数下的地震总输入能,以使地震总输入能最小的支座参数为我们设计所需要的最终支座参数。4.将已经确定的支座参数作为三座桥梁上应用的减隔震支座的参数,并对非隔震状态下的桥梁进行建模和动力分析,提取同一座桥梁上典型位置的响应,通过对比隔震状态下和非隔震状态下的响应的大小关系,算出隔震率,以此来比较说明隔震支座对于桥梁抗震的影响。5.介绍了行波效应产生的原因和地震波输入的两种计算方式。通过计算和分析响应结果,比较两种计算方式的对于大跨连续梁桥抗震计算的区别和联系。最后通过延长地震波的输入时间来模拟行波效应对大跨连续梁桥进行动力分析,提取典型位置的响应,通过对比来分析行波效应对于大跨连续梁桥的影响。
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