多點激勵下大跨度連續梁橋抗震性能研究

《多點激勵下大跨度連續梁橋抗震性能研究》是依託北京工業大學，由陳彥江擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多點激勵下大跨度連續梁橋抗震性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳彥江
• 依託單位：北京工業大學

項目摘要

針對國內外歷次強震中均有橋樑產生破壞或倒塌、我國有三分之二國土處於地震區且地震動為空間作用場這一現實，本項目擬以我國橋樑工程中最常見的結構形式- - 大跨度連續梁橋為研究對象，通過對典型大跨度連續梁橋大比例縮尺模型的模擬地震振動台台陣試驗和對橋樑原型結構的理論分析與數值模擬，研究空間多點地震動作用（包括一致激勵和多點激勵）下大跨度連續梁橋的動力反應特點、破壞形式和破壞機理，分析跨度、跨數、橋墩型式及布置方式、支座布置方式及是否為減隔震支座等結構參數對大跨度連續梁橋地震反應和抗震性能的影響。本項目的研究成果將為提高大跨度連續梁橋的抗震性能並採取有效的抗震對策奠定一定的基礎，並為有關橋樑抗震設計規範的修訂和完善提供科學的依據。

結題摘要

通過MATLAB編制了考慮土層分布的人工空間地震動的合成程式；基於理論與數值模擬，研究了空間地震動激勵下不同的結構參數（結構型式、跨度、跨數及支座布置等）對大跨度連續梁橋動力回響的影響，指出大跨連續梁橋的三種結構體系（連續梁橋、剛構-連續組合橋以及剛構橋）的抗震性能各有優缺點，但是考慮行波效應會使得各結構體系的動力回響均增大很多；通過數值模擬，研究了場地因素對於考慮土-結構相互作用（SSI）的大跨度連續梁橋地震反應規律，指出地震作用下不同參數對連續梁橋 SSI的影響不同，其中土層的密度和泊松比對SSI的影響很小，土層的剪下波速對SSI的影響較大，尤其是主墩墩底塑性轉角和過渡墩支座位移，覆蓋土層的厚度及類別，尤其是局部沖刷線以下5倍樁徑範圍內的土層，對SSI的影響較大；採用一典型大跨度連續梁橋進行了振動台台陣試驗，通過試驗與理論分析對比，研究了空間多點地震動作用（包括一致激勵和多點激勵）下大跨度連續梁橋的動力反應特點、破壞形式和破壞機理論，在不考慮 SSI的大跨徑連續梁橋振動台試驗中，三種結構體系的大跨徑連續梁橋振動台試驗中，三種結構體系試驗結果與數值分析結的規律一致，由於數值計算所採用的分析方法與解之間是存在一定差異的，且大跨徑連續梁橋在水平地震作用下會引起主梁一定的豎向振動，造成滑動支座的屈服力變化，甚至會出現主梁與過渡墩脫離滑動支座現象，因此過渡墩支座位移和主變形的試驗結果基本上要比數值分析稍大；對考慮土-結構相互作用的振動台子結構試驗技術進行了初步研究，進行了連續梁橋三種結構體系模型試驗，且試驗結果與數值分析結果的規律基本一致，但是界面力的獲取方式、時滯、噪聲影響以及振動台自身的控制精度等因素造成期望指令與實際指令是存在一定差異的，而且這種差異具有隨機性，因此試驗結果與數值分析在數值上相差較大，其中過渡墩支座位移和主墩變形的差別最大在20%；通過在大跨度連續梁橋上設定粘滯阻尼器和大行程鉛剪下阻尼器研究了兩種阻尼器對於此類橋樑的減震效果，並通過振動台台陣試驗進行了驗證，指出粘滯阻尼器或大行程板式鉛阻尼器均可以與支座並聯作為分離型減震裝置用於大跨徑連續梁橋，且減震效果明顯，但是由於大行程板式鉛阻尼器具有更高的性價比，其在橋樑工程中具有良好的套用前景。