摩擦擺式減隔震橋梁支座仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來，隨著人類科學(xué)技術(shù)和鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施中的橋梁、樓房及道路的建造材料已經(jīng)由過去的木材、泥土和碎石向鋼筋混凝土轉(zhuǎn)變?；炷两Y(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、穩(wěn)定性和壽命增加的同時，建造成本也相應(yīng)隨之增加，因此，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時必須考慮地質(zhì)災(zāi)害對它們的破壞。眾所周知，我國處于世界兩大地震帶（環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶）之間，受到太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓作用，地震發(fā)生頻率較高，且震源深度在20公里以內(nèi)。因此，我國是一個地震災(zāi)害嚴(yán)重

2、的國家。橋梁是交通運(yùn)輸線的命脈和關(guān)鍵組成部分，一旦發(fā)生地震，道路橋梁必定損壞，不僅使交通運(yùn)輸線中斷，傷員的救援延誤，而且還嚴(yán)重妨礙救災(zāi)設(shè)備和物資的及時抵達(dá)，不能及時控制災(zāi)害的蔓延。為了使橋梁在地震發(fā)生時能保證或基本保證其工作性能，給橋梁安裝減隔震支座是最有效的解決措施，因此，對橋梁減隔震支座的設(shè)計(jì)和性能進(jìn)行研究，具有重要的實(shí)際意義。
　　本文從能量耗散角度分析了摩擦擺式支座的減隔震原理、支座結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)成，且對支座部件材質(zhì)的性能進(jìn)

3、行對比分析和選擇;同時，從摩擦擺式支座球面滑板擺動角和極限壓力兩個因素入手，對摩擦擺式支座的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后，根據(jù)摩擦擺式支座的受力特點(diǎn)，推導(dǎo)了摩擦擺支座回復(fù)力計(jì)算模型，依據(jù)該模型繪制出支座的力—位移滯回曲線。接著，基于摩擦擺支座與鐘擺的相似性，建立了支座隔震位移計(jì)算模型、隔震周期模型，且利用能量相等原則，構(gòu)建了支座等效阻尼比模型。最后，對球面滑板、上支座板及螺栓強(qiáng)度進(jìn)行校核，為有限元分析和試驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)。利用大型非線性有限元軟

4、件ABAQUS和正交試驗(yàn)方法研究了滑移量、摩擦系數(shù)及豎向載荷對摩擦擺支座性能的影響。對摩擦擺式減隔震支座成品進(jìn)行豎向承載力、轉(zhuǎn)向性能、隔震性能、螺栓抗剪性能、防落梁性能、耐磨材料性能及摩擦系數(shù)試驗(yàn)分析。
　　通過計(jì)算和對比可以得到如下結(jié)論:本文構(gòu)建的理論方程準(zhǔn)確性較高，完全可以在工程實(shí)踐中使用;通過調(diào)整上下滑動面的曲率半徑可以保證支座整體節(jié)均勻與協(xié)調(diào);豎向載荷、滑移量及摩擦系數(shù)三者中，摩擦系數(shù)對支座性能影響最大，其次是滑移量;現(xiàn)場