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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)B07011018分類號(hào)密級(jí)博士學(xué)位論文低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名王雷培養(yǎng)單位湖南大學(xué)土木工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱陳政清教授學(xué)科專業(yè)橋梁與隧道工程研究方向大跨橋梁抗風(fēng)與抗震論文提交日期2015年8月28日-1-低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究學(xué)校代號(hào):10532學(xué)號(hào):B07011018密級(jí):湖南大學(xué)博士學(xué)位論文低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名王雷導(dǎo)師姓名及職稱陳政清教授培養(yǎng)單位土木工程學(xué)院專業(yè)名稱橋梁與隧道工程論文提交日期2015年8月28日論文答辯日期2
2、015年11月26日答辯委員會(huì)主席劉光棟教授-2-低塔斜拉橋合理抗震體系及耗能減震措施研究Studyonthereasonableseismicsystemandenergydissipationmeasuresoflowpyloncable-stayedbridgebyWANGleiAdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringinBridgeandTunnelEngineeringinthe
3、GraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHENZhengqingAugust,2015-2-湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈凌的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加(^|標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均己在文中W明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名:日期:方年月^日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書
4、、本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可W將本學(xué)位論文的全部或部分巧容編^、入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可^?采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、□保密,在年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密s/■""上相應(yīng)方框內(nèi)打V(請(qǐng)?jiān)冢崳娮髡吆灻海壢掌?;如1廣年。月^日導(dǎo)師簽名:曰期;年月衣曰^^<(^博士學(xué)位論文摘要大跨徑橋梁作為交通樞紐和生命線工程,一
5、旦在地震中遭到破壞,可能導(dǎo)致的生命財(cái)產(chǎn)以及間接經(jīng)濟(jì)損失將會(huì)非常巨大。因此,大跨徑橋梁選擇合理的抗震體系,并進(jìn)行正確的抗震分析,對(duì)確保大橋抗震安全具有非常重要的意義。本文結(jié)合目前斜拉橋抗震性能研究的現(xiàn)狀,以一低塔斜拉橋——榕江大橋?yàn)楣こ瘫尘?,進(jìn)行了如下研究工作:1、介紹了地震動(dòng)輸入的基本理論,總結(jié)概括了人工地震波的比例幅值法、傅立葉幅值調(diào)整法、時(shí)域疊加法。時(shí)域疊加法保留了實(shí)際加速度記錄的全部相位特性和時(shí)變頻譜特性,對(duì)原始地震動(dòng)修改最小,在大多數(shù)情況下,可保留輸入記錄的非平穩(wěn)特性和保持原始地震動(dòng)的自然積分關(guān)系,是一種比較精確的方法。2、
6、提出了擬合反應(yīng)譜的基于時(shí)域疊加的窄帶時(shí)程反演構(gòu)造法。該法在頻域內(nèi)通過單自由度體系的穩(wěn)態(tài)反應(yīng)推導(dǎo)出窄帶時(shí)程與反演輸入時(shí)程之間的關(guān)系式,擬合后的人工波反應(yīng)譜與目標(biāo)反應(yīng)譜非常吻合,擬合精度較高。以榕江大橋?yàn)楣こ瘫尘埃眠@一新方法對(duì)5條天然地震波記錄進(jìn)行疊加擬合調(diào)整,使它們具有相同的目標(biāo)反應(yīng)譜,并進(jìn)行了非線性時(shí)程分析。本方法可供同類橋梁抗震設(shè)計(jì)參考。3、在研究鋼阻尼器耗能減震機(jī)理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了橋梁用鋼阻尼滑板支座,探討其在常規(guī)橋梁上耗能減震的可行性;提出并探討了鋼阻尼器與速度鎖定器串聯(lián)的方案應(yīng)用于斜拉橋上耗能減震的可行性。研究結(jié)果表明,
7、鋼阻尼器在常規(guī)橋梁和斜拉橋上均具有良好的耗能減震作用,是可行的。4、針對(duì)榕江大橋主跨380m低塔混合梁斜拉橋方案,提出了提高斜拉索體系豎向剛度及減小主梁軸壓力的準(zhǔn)輻射形斜拉索布置方式,把斜拉索集中錨固在塔頂。整體鋼錨室集中錨固方式具有獨(dú)創(chuàng)性,而且該措施能延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)縱飄振動(dòng)周期,減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力地震響應(yīng)。5、以榕江大橋?yàn)楣こ瘫尘?,?duì)比研究了塔梁墩固結(jié)體系(RS體系)和半飄浮體系(FS體系)的動(dòng)力特性及地震反應(yīng),分析結(jié)果表明半飄浮體系的抗震性能比固結(jié)體系優(yōu)越、合理。并在此基礎(chǔ)上從斜拉橋減震的機(jī)理出發(fā),提出了榕江大橋的縱橫向減震方案,通過參數(shù)敏
8、感性分析,確定了縱向粘滯阻尼器、鋼阻尼器以及橫向鋼阻尼器的合理參數(shù)。6、對(duì)榕江大橋進(jìn)行縮尺比1:20的全橋模型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的順橋向采用粘滯阻尼器、橫橋向采用鋼阻尼器的耗能減震體系能有效地減小關(guān)鍵點(diǎn)的位移及關(guān)鍵