設(shè)置粘彈性阻尼器的預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋墩抗震性能分析

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1、碩士學(xué)位論文設(shè)置粘彈性阻尼器的預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋墩抗震性能研究SEISMICPERFORMANCEOFPOST-TENSIONEDPRECASTCONCRETESEGMENTALBRIDGECOLUMNSWITHVISCOELASTICDAMPERS譚真哈爾濱工業(yè)大學(xué)2013年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU362學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：624密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)置粘彈性阻尼器的預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋墩抗震性能研究碩士研究生：譚真導(dǎo)師：郭安薪教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：工程力學(xué)所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2013年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Cla

2、ssifiedIndex:TU362U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSEISMICPERFORMANCEOFPOST-TENSIONEDPRECASTCONCRETESEGMENTALBRIDGECOLUMNSWITHVISCOELASTICDAMPERSCandidate：TanZhenSupervisor：Prof.GuoAnxinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：EngineeringMechanicsAff

3、iliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要橋墩施工中采用預(yù)制拼裝構(gòu)件可以加快橋梁建設(shè)，減小施工過程對(duì)交通的不利影響，具有廣闊的工程前景。同時(shí)，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段拼裝橋墩在發(fā)生大幅度水平變形后殘余變形小。預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)在過去數(shù)十年得到越來越廣泛的應(yīng)用，但由于其耗能能力不足,缺乏系統(tǒng)的抗震性能研究，限制了該技術(shù)在高烈度區(qū)的應(yīng)用。本文將對(duì)設(shè)置外部

4、可更換粘彈性阻尼器的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力節(jié)段橋墩進(jìn)行理論和數(shù)值研究，探索具有優(yōu)越抗震性能橋墩的工程應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容包括：(1)粘彈性阻尼器是常用的振（震）動(dòng)控制裝置。本文根據(jù)阻尼器與拼裝橋墩連接方式以及體系耗能能力的要求，采用NBR3305粘彈性材料設(shè)計(jì)并加工了一批粘彈性阻尼器。通過阻尼器的力學(xué)性能試驗(yàn)，分析其阻尼性能隨激勵(lì)頻率和應(yīng)變幅值變化的特征。由于開爾文模型形式簡(jiǎn)單，原理清晰，對(duì)于線性和非線性體系均較好適用，本文采用該模型模擬粘彈性阻尼的性能。通過數(shù)值分析和試驗(yàn)結(jié)果的比較可以得出，開爾文模型能準(zhǔn)確模擬粘彈性阻尼器的性能，加工的阻尼器能有效減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。此

5、外，本文建立了考慮粘彈性阻尼器平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)耦合變形時(shí)的數(shù)學(xué)模型，分析設(shè)置于墩底的該類阻尼器的動(dòng)力性能。(2)建立設(shè)置有粘彈性阻尼器的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋墩的水平強(qiáng)度和變形特征的理論分析模型。采用纖維模型和梁柱單元分析方法分別對(duì)各個(gè)試件進(jìn)行彈塑性靜力分析，研究預(yù)應(yīng)力橋墩的抗震性能。纖維模型中采用線彈性純受壓多彈簧模擬接縫，用粘滯材料模擬粘彈性阻尼器性能，分析結(jié)果能較好地體現(xiàn)墩柱的整體變形特征。(3)根據(jù)上述的研究成果，分別對(duì)不同橋墩構(gòu)造的多跨連續(xù)混凝土梁橋進(jìn)行三維非線性有限元分析，比較它們?cè)趶?qiáng)震作用下的損傷狀況。數(shù)值分析結(jié)果表明，由于設(shè)置外部可更換粘彈性阻尼器的

6、混合橋墩的能量耗散和自復(fù)位能力的提高，支座、橋臺(tái)、梁等主要橋梁構(gòu)件動(dòng)力反應(yīng)減小。(4)根據(jù)直接基于位移設(shè)計(jì)（DDBD）方法，對(duì)整體現(xiàn)澆橋墩和混合橋墩進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其在地震作用下既不過分保守，也不產(chǎn)生過度的損害。為了驗(yàn)證該種設(shè)計(jì)方法，針對(duì)所設(shè)計(jì)的懸臂墩柱，即現(xiàn)澆整體橋墩，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋墩和對(duì)應(yīng)的等配筋率混合橋墩（設(shè)置有可更換粘彈性阻尼器），進(jìn)行了縮尺比為4.5的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)方案也對(duì)混合橋墩的工程應(yīng)用提供了參考。-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文關(guān)鍵詞：預(yù)制節(jié)段拼裝橋墩；無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力；外部可更換阻尼器；粘彈性阻尼器；抗震性能研究；振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)計(jì)-I

7、I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractIncorporatingprecastconcretecomponentsinbridgepiershasthepotentialtoacceleratebridgeconstructionandtoreducethenegativeimpactsthatconstructionoperationshaveontrafficflow.Meanwhile,theunboundedpost-tensioned(PT)precastconcretesegmentalbridgecolumnsarecapableof

8、undergoinglargelate