黏滑摩擦的光滑化互补模型及其在摩擦摆隔震支座中的应用

为研究摩擦摆隔震支座在地震作用下的黏滑摩擦响应问题,提出一种处理非光滑黏滑摩擦问题的光滑化模型。首先,基于线性互补理论构建摩擦力余量和相对滑移速度的互补方程。其次,在短时区间内对相对滑移速度进行时间平均,利用时均滑移速度代替时变滑移速度重构互补变量,并将其转化为一组非线性互补方程,从而将非光滑的黏滑摩擦问题进行光滑化处理。随后,将摩擦摆隔震支座等效为一种考虑恢复力效应的2维摩擦耦合模型,结合所提光滑化模型进行地震响应分析,并与经典的Coulomb摩擦模型和LuGre摩擦模型进行了对比验证。研究结果表明,所提模型既能够在宏观上反映黏滑摩擦的stick-slip切换,同时还能实现非光滑问题的光滑化分析,避免在非光滑事件中频繁切换动力学模型。采用不同摩擦模型对摩擦摆隔震支座的地震响应进行计算,验证了所提模型的准确性和有效性。

摆式球形摩擦摆支座理论与有限元模拟分析

运用有限元软件ABAQUS对竖向荷载为700 kN的摆式球形摩擦摆支座进行了模拟分析,研究摩擦因数、滑移位移x、弹簧刚度K对支座耗能的影响,得到了支座参数与耗能的滞回曲线并对其进行对比分析。通过模拟结果可得:支座的摩擦因数和滑移位移一定时,支座的残余位移随着刚度的增大而减小,最大差值百分数达到1.95%。可见滑移位移对支座的残余位移影响较大;理论分析和数值模拟最大误差值仅有0.16%吻合较好,且从滞回曲线的饱满程度来看,摆式球形摩擦摆隔震支座有良好的滞回耗能性能;当取值在0.03~0.10、x的取值在50~110之间时支座的最大耗能值达到33.96 kJ。弹簧刚度K取值为200 N·m^(-1)时支座的最大回复力数值为127.66 kN。该支座隔震效果良好,为工程应用提供一定的参考。

近场速度脉冲地震下摩擦摆式(FPS)支座的隔震特性分析

随着公路桥梁的建设和隔震技术的发展,近断层隔震桥梁的抗震性能研究十分必要。该文以一座4跨连续梁桥为例,通过非线性时程的方法,探讨了连续梁桥在近场地震作用下桥梁的减隔震特性及参数变化规律,分析研究结果表明:采用隔震技术后,在近场地震作用下仍具有有效的减震效果;墩底弯矩随支座半径的增加而减小,支座位移随支座半径的增加而增加;存在某个特定的摩擦系数μ使墩底弯矩最小,墩顶支座位移随摩擦系数μ的增加而减小,一定程度不太敏感。

摩擦摆式支座对地震时桥上车辆安全性的影响

该研究建立设置了摩擦摆支座的车-轨-桥地震分析模型。其中,桥梁非线性振动分析采用OpenSEES平台,车辆模型中考虑了二系悬挂的横向止档和非线性阻尼,轮轨法向接触采用可分离的Hertz模型。用Rayleigh-Ritz法缩减了钢轨自由度。采用高效的分区异步长算法进行车-轨-桥大系统求解。分析了地震下列车通过50跨简支梁桥时的响应。发现摩擦摆支座显著降低了桥面加速度,但放大了桥面位移。设置摩擦摆支座后,桥上车辆的加速度、轮轨相对位移以及轮轨横向力均显著减小。可见,对于该研究的简支梁桥,合理设置摩擦摆式支座有利于提高地震条件下的桥上车辆安全性。

摩擦摆式抗震支座在大跨铁路桥梁中的应用

随着铁路桥梁的建设发展,大跨度桥梁不可避免的通过地震高烈度区。以一座4跨连续梁桥为例,通过非线性时程的分析方法,探讨摩擦摆式支座(FPS)在地震作用下的减隔震特性。分析研究结果表明:在地震作用下,装有FPS隔震支座桥梁比非隔震支座桥梁具有较好的减震效果;为优化设计带来空间。

摩擦摆式支座在桥梁抗震中的效应分析

以一大跨度连续梁桥为背景,研究了摩擦摆式支座在大跨连续梁中的合理布置形式,根据确定的布置形式对摩擦摆支座进行参数分析,确定最优的支座参数。改变模型墩高,研究在不同墩高的摩擦摆式支座的减隔震效果。

弹簧摩擦摆式支座理论分析及地震响应研究

弹簧摩擦摆式支座是在传统摩擦摆式支座的基础上开发的新型减隔震产品,根据力学平衡原理对摩擦摆式支座和弹簧摩擦摆式支座进行了理论分析,利用结构分析软件sap2000对两种支座在桥梁中的动力特性和地震响应进行了对比分析。结果表明,弹簧摩擦摆式支座自回复性能优于摩擦摆式支座,但其减隔震性能弱于摩擦摆式支座。

基于摩擦摆式减隔震支座的大跨径连续梁桥抗震性能研究

以某大跨径连续梁桥为工程背景,研究摩擦摆式减隔震支座对其抗震性能的影响。研究发现,摩擦摆式减隔震支座降低了桥梁的整体刚度,造成桥梁的自振频率明显降低;摩擦摆式减隔震支座会造成主梁位移的增大,但会大幅降低连续梁桥在原固定方向的桥墩弯矩,提高了连续梁桥的抗震性能;摩擦摆式减隔震支座成功实现了减隔震的基本要求,可以用于大跨径连续梁桥的抗震设计。

基于摩擦摆式支座的波形钢腹板PC刚构-连续组合梁抗震性能分析

以某黄河大桥为例,介绍了基于摩擦摆式支座的波形钢腹板PC刚构-连续组合梁桥的抗震特性。同时,分析对比了采用摩擦摆式支座和普通支座在动力特性、力学性能和位移响应的区别,得出采用摩擦摆式支座具有较优的抗震性能,为同类型桥梁抗震设计提供了借鉴和参考。

复合曲面摩擦摆式减隔震支座预埋件施工及焊接变形控制技术

滇缅大道快速路建设项目(一期工程)桥梁复合曲面摩擦摆式减隔振支座设计采用上、下预埋钢板锚固后再与支座焊接的连接方式,此种连接较常规预留螺栓孔灌浆锚固方式存在埋件施工精度要求高,焊接易变形,施工质量不确定等问题,需严格控制其施工工艺。本文介绍了此种连接方式下支座的安装流程及操作要点,分别进行焊前影响评定试验和焊后焊缝质量检测,并针对性提出焊接工艺优化措施,从而有效保证支座的连接质量及预定使用功能,同时也为后续采用支座焊接连接工艺的工程施工提供了可靠的借鉴。

桥梁摩擦摆式减隔震支座安装施工技术

结合山西省晋中市南环东延跨线桥工程支座施工工程,阐述了摩擦摆式减隔震支座的安装流程及操作要点,并探讨质量控制的保证措施,从而有效保证支座的预定使用功能。

大型摩擦摆式支座高精度安装关键技术

摩擦摆式支座配合黏滞阻尼器,能够达到较为理想的减震、隔震效果。结合重庆来福士项目26个摩擦摆式支座的安装实践,对传统的摩擦支座安装工艺进行了优化。通过金属套管辅助预埋、安装螺栓辅助调平、限位钢板保证支座稳定等创新措施,所有支座均一次性安装就位,精度、质量等均满足设计要求,为类似的安装工程积累了成功经验。

桥梁摩擦摆式支座参数分析

地震是一种突发性的自然灾害现象,造成的经济损失不容忽视。摩擦摆支座是一种良好的减震、隔震装置,其特点是承载力高、造价低、易施工、易维护,且应用广泛。文章以靖远金滩黄河大桥(100+168+100)m为工程依托,根据摩擦摆支座原理,分析了3条地震波作用下不同摩擦系数下摩擦摆支座的减震情况,说明摩擦系数是摩擦支座设计的重要参数,应根据桥墩合理设计摩擦摆式支座参数。

曲线箱梁桥摩擦摆式减隔震支座参数分析

为研究摩擦摆式减隔震支座动力参数对曲线箱梁桥地震响应的影响,以某城市立交桥为例,考虑支座的不同曲面半径和摩擦系数2种参数的变化,利用Midas Civil软件建立空间有限元模型,对结构进行动态时程分析。结果表明:在地震力作用下,各墩内力随参数变化差异显著,最大增幅为10%~36%;两联交接位置处的顺桥向相对位移波动明显,最大可达13%左右;支座参数能显著调整结构内力,因此针对此类桥型的抗震设计应重视参数选取的合理性。

采用摩擦摆式减隔震支座的小半径曲线连续梁桥减隔震效果分析

以南安市石井镇院前互通B匝道桥为例,结合新颁布的《公路桥梁抗震设计规范》中桥梁减隔震设计理论,采用非线性时程计算方法,对该桥常规强度抗震方案和摩擦摆支座减隔震方案进行比较计算,并根据摩擦摆支座的性能特点,计算分析摩擦摆曲率半径和剪力销剪断力两项重要参数,得出取值方法。计算结果表明,在强地震作用下,采用摩擦摆支座的桥梁结构整体处于弹性范围,抗震效果较好,其分析过程与结果可为同类工程提供参考。

摩擦摆支座隔震铁路连续梁桥振动台试验研究

为研究地震下摩擦摆隔震支座在连续梁桥中的减隔震效果及动力行为,以某(24+32+24)m箱型等截面铁路连续梁桥为原型,进行了1/10缩尺模型的连续梁桥振动台试验。采用3组实测近场地震波进行纵竖向联合输入,观测桥梁试验中及震后损伤情况,并对桥梁位移、加速度及应变响应进行了分析。结果表明:不同近场地震下结构响应具有显著差异;随着地震波地面峰值加速度(PGA)增大,中墩纵向位移平均幅值小于边墩,且其增幅率远小于边墩盖梁;当PGA增大时,摩擦摆支座的隔震率更高,隔震效果更好;在0.5 g地震作用下中墩仅出现少量细微裂缝,纵筋最大应变为786με远小于其屈服应变,说明桥墩未屈服,摩擦摆支座可以有效降低桥墩内力响应。

摩擦摆减隔震支座在高烈度区高架桥的减震效果分析

该文介绍了摩擦摆式支座减隔震工作原理。该类支座减隔震性能主要影响参数为摩擦副的摩擦系数和球面等效曲率半径。为了研究高烈度区该类支座减隔震效果,通过对某高架桥一联3×30m预应力混凝土连续箱梁桥模型的计算分析,得出在不同参数组合下桥梁结构的地震响应,讨论了各参数对结构响应的影响规律,并对工程应用中选取较优的参数提出了建议,为高烈度区修建高架桥梁积累经验。

摩擦摆支座在桥梁抗震设计中的应用及分析

介绍摩擦摆式减隔震支座在桥梁抗震设计中的应用,并结合"跨511路大桥"项目工程中(30+40+30)m连续梁桥,着重介绍了摩擦摆式支座的参数选取及隔震方案设计。根据采用普通支座和摩擦摆式支座两种方案的地震反应对比分析,论证了摩擦摆式支座在桥梁减隔震设计中的效果,并对该类支座在应用中存在的问题作了初步探讨,以供今后类似工程抗震设计参考。

形状记忆合金-摩擦摆支座滞回性能试验

阐述了对一种SMA-FPB的优化设计过程及试验情况,并验证了其可行性。首先对丝材进行了单轴拉伸试验,确保了其具有优秀的滞回性能,随后对搭载该种丝材的SMA-FPB分别以位移幅值、丝材数量、竖向压力、加载频率和循环周数为单因素变量,进行了滞回性能试验,比较并分析了SMA-FPB的等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比等力学性能。试验表明,该种SMA-FPB具有优秀的减震耗能能力和良好的自适应性,在多种工况下均有着稳定的力学表现和独特饱满的滞回曲线。

摩擦摆支座在矮塔斜拉桥中减震效果研究

矮塔斜拉桥有着良好的受力性能与美观性能,因此抗震设计对矮塔斜拉桥至关重要。摩擦摆式减隔震设计能够将桥梁上部结构与下部结构分离,从而延长结构的自振周期和摩擦耗能机理来降低和耗散传递到桥梁上部结构的能力。本文以靖远金滩黄河大桥(100+168+100)m矮塔斜拉桥为分析模型,利用摩擦摆式减隔震支座对矮塔斜拉桥的墩身进行减隔震研究,运用MIDAS有限元软件输入不同的地震波以检验摩擦摆系统的减震效果。分析结果证明了在矮塔斜拉桥中应用摩擦摆减隔震支座系统的有效性。