地震落梁两级控制装置的开发与试验

为了增强桥梁抗御地震落梁的能力,减轻交通生命线系统的震害损失,基于耗能减震、多级设防和结构分灾三个抗震性能设计理念,设计了一种具有耗能限位和上部体系连续化两级功能,并能在不同水准地震下自动实现功能转换的地震落梁控制装置。首先,分析了装置的构成、特点和工作机理,对第1级耗能限位组件进行了拟静力试验,测试了耗能滞回曲线;然后,对第2级拉索连梁组件进行了静力拉伸试验,评价了其变形性能、破坏形式和锚固性能;最后,对抗震销栓进行了剪切试验,考察了控制级别的转换,采用试验结果对有限元模拟结果进行了验证。研究表明,地震落梁两级控制装置具有有效的位移约束、合理的耗能机制和明确的分灾保险丝构造,实现了梁-梁连接和墩-梁连接控制模式的优势互补,实现了强震作用下对桥梁落梁失效的控制和对桥墩的安全保护。

大跨度中承式铁路拱桥缓冲限位耗能装置研究

为研究适用于大跨度中承式铁路拱桥的限位减震耗能装置,保证高速列车的行车安全。基于弹塑性力学、材料力学等计算理论,建立大跨铁路桥梁缓冲限位耗能装置的简易设计方法,并运用MATLAB软件开发相应的设计软件。以郑万高铁某大跨中承式拱桥为工程背景,开展该桥限位耗能装置的关键设计参数研究,并利用ANSYS建立装置实体有限元模型,分析其力学性能及滞回耗能曲线。研究结果表明:建立的缓冲限位耗能装置简化设计方法正确,设计过程简便;设计的装置能够较好地控制列车牵引制动力引起的梁端位移,满足高速铁路对行车安全的要求。

四种不同约束形式隔板式铅耗能器的试验研究

铅耗能器主要利用金属铅塑性耗能,是一种构造简单、耗能性能优良而又经济的耗能减震元件。本文提出了一种隔板式铅耗能器。根据其构造和耗能原理,设计了四种不同约束形式的耗能元件,并通过EHF-EM电液伺服疲劳试验机进行了低周循环试验,分析了这四种约束形式对隔板式铅耗能器的力学性能与耗能性能的影响,揭示了其耗能机制。研究结果表明:隔板式铅耗能器主要具有屈服位移小、造价低廉、构造简单、工作性能稳定、耗能性能优良的特点,在建筑结构和大型机械减振控制方面具有广泛的应用前景;对比分析表明,其中B型耗能器力学性能尤为优越,耗能能力大且随位移增大刚度增强,同时对结构振动还具有限位功能。