应用SMA复合橡胶支座的大跨度空间结构隔震研究

目的为了减小地震作用下大跨度空间结构的地震响应,笔者对采用了SMA（形状记忆合金）复合橡胶支座隔震体系的大跨度空间结构的隔震效果进行了研究.方法通过SMA材料的拉伸试验验证了SMA材料的本构模型;设计了基于SMA材料的SMA复合橡胶支座,给出了SMA复合橡胶支座的工作原理和恢复力模型;建立了一大跨度空间结构的有限元计算模型,数值分析了计算模型在地震作用下采用SMA复合橡胶支座隔震体系后的隔震效果.结果计算结果表明：采用SMA复合橡胶支座隔震体系后,大跨空间结构的竖向位移可减小70%,控制杆件内力可减小70%以上.结论表明了SMA复合橡胶支座对大跨度空间结构是一种有效的隔震体系.     

SMA-橡胶复合支座在空间网壳结构中的隔震研究

为了减轻大跨屋盖地震灾害,在综合普通橡胶支座与形状记忆合金(SMA)特点的基础上,提出并设计了一种SMA-橡胶复合隔震支座,给出了隔震支座的力学模型.将设计的复合支座应用于空间网壳结构,探讨了其隔震控制理论,建立了隔震网壳结构的运动方程.通过对一单层柱面网壳的隔震分析表明,SMA-橡胶复合支座可有效减小网壳结构的地震响应,并且比普通橡胶支座具有更好的隔震效果.     

铅芯橡胶支座参数对隔震桥梁动力响应的影响

为了使隔震支座充分发挥减震作用并使隔震设计有据可依,系统地讨论了铅芯橡胶支座的参数对桥梁结构减震性能的影响．根据减隔震技术和延性抗震设计的基本原理,考虑了铅芯橡胶支座和桥梁结构的非线性特性及其相互影响,采用非线性水平弹簧单元和转动弹簧单元模拟减隔震支座和桥墩延性塑性铰,通过理论分析和有限元数值模拟,对采用钢支座、板式橡胶支座和铅芯橡胶支座的普通铁路简支梁桥结构的地震响应特性和减隔震性能进行了比较． ’     

应用SMA绞线——叠层橡胶支座的底层框架砌体隔震

研究基于SMA绞线-叠层橡胶复合支座的底层框架砌体结构隔震理论和方法,建立了底层框架砌体结构在隔震体系中的动力方程,同时分析一典型底层框架砌体结构在地震作用下结构的时程反应。研究表明,SMA绞线-叠层橡胶复合支座是一种有效的隔震装置,它用于底层框架砌体结构中,能有效地减小结构的位移、速度以及加速度时程反应,使底层框架砌体结构的地震响应明显降低。     

板式橡胶支座的智能化研究

普通橡胶支座的健康监控通常采用定期人工检测法,需要大量人力物力,无法实现支座维护的耐久性.因此,有必要设计一种智能化支座实现对桥梁支座工作状态实时监测.通过在普通板式橡胶支座的基础上布设智能传感器,设计出一种用于监测桥梁结构工作状况的新型智能板式橡胶支座.为确认智能传感器对支座工作状态的评定作用的实效性,采用智能支座模拟实际受力状态,开展常态下轴压试验,检测支座测试钢板应力、应变数据及上顶钢板变形数据等.结果表明:支座受力特征与实际支座受力状况相吻合,由此说明智能支座能很好地反馈支座实时工作状态,从一个侧面实现对桥梁结构的健康监控,达到支座智能化设计要求.     

独柱墩连续梁桥横向减震分析简

独柱墩连续梁桥在城市中常被采用,为使其尽量少地影响地面交通,桥墩墩径应受到限制,桥梁横桥向支座间距减小,地震作用下其稳定性较差.本文应用MIDAS CIVIL有限元软件通过对桥梁上部结构、支座、下部结构的模拟,建立了动力模型.对桥梁采用不同支座进行动力时程分析,计算分析结果表明,在E2地震荷载作用下,铅芯橡胶支座能有效降低地震力对桥墩的横向受力影响.     

环境温度对SMA–LRB隔震桥梁地震响应的影响

随着隔震技术的发展,隔震桥梁的服役环境日趋复杂,环境温度对隔震桥梁抗震性能的影响亟待考虑。为减小地震作用下桥梁的最大响应及残余变形,结合铅芯橡胶支座（LRB）及形状记忆合金（SMA）的优点,组合形成具有自复位能力的SMA–LRB支座。基于一座4跨SMA–LRB隔震连续梁桥,考虑SMA–LRB支座在不同环境温度下的力学特性,对不同环境温度下的隔震连续梁桥进行非线性动力时程分析,得到结构关键部位的动力响应。结果表明：LRB上加设SMA可有效控制支座的位移响应,且SMA自复位特性使其对残余位移的控制效果显著;随着环境温度的降低,LRB和SMA–LRB两种支座的峰值位移和残余位移均随之而减小,但SMA–LRB支座对位移的控制能力和自复位能力较常温有所降低;支座刚度随着环境温度减小而增大,致使桥墩墩顶位移和墩底剪力也随之增大,且较低墩的墩底剪力对温度变化更加敏感。环境温度对SMA–LRB隔震桥梁抗震性能影响的定性评估,可为该类桥梁结构的分析和设计提供借鉴与参考。     

简支梁桥铅芯橡胶支座减震特性研究

以一座4×40 m 简支 T 形梁桥为例,对常规非隔震设计的板式橡胶支座和减隔震设计的铅芯橡胶支座（LRB）进行对比分析,比较了2种支座设计下桥梁结构的动力特性以及采用隔震设计后桥梁结构内力、位移响应与非隔震设计的差别。在其他条件一致前提下,研究了铅芯橡胶支座的力学参数对减隔震效果的影响。研究结果表明：铅芯橡胶支座较板式橡胶支座设计的桥梁可以延长结构的周期;设计的铅芯橡胶支座具有明显的减震效果,铅芯橡胶支座可以大幅度减小各墩墩底剪力及墩底弯矩,各墩所受地震力重新合理分配且受力趋于平衡;同时在减隔震设计中,只考虑增大铅芯橡胶支座的型号反而会给桥梁下部结构带来不利的影响。     

环境温度对SMA–LRB隔震桥梁地震响应的影响

为减小地震作用下桥梁的最大响应及残余变形,结合铅芯橡胶支座(LRB)及形状记忆合金(SMA)的优点,组合形成具有自复位能力的SMA-LRB支座。针对橡胶和SMA材料的温度敏感性问题,基于一座4跨SMA-LRB隔震连续梁桥,考虑SMA-LRB支座在不同环境温度下的力学特性,对不同环境温度下的隔震连续梁桥进行非线性动力时程分析,得到结构关键部位的动力响应。结果表明:LRB上加设SMA可有效控制支座的位移响应,且SMA自复位特性使其对残余位移的控制效果显著;随着环境温度的降低,LRB和SMA-LRB两种支座的峰值位移和残余位移均随之而减小,但SMA-LRB支座对位移控制能力和自复位能力较常温有所降低;支座刚度随着环境温度减小而增大,致使桥墩墩顶位移和墩底剪力也随之增大,且较低墩的墩底剪力对温度变化更加敏感。     

天津永定新河特大桥南引桥隔震效果理论分析研究

本文针对天津永定新河特大桥南引桥的抗震问题,采用了铅芯隔震橡胶支座隔震技术,依靠隔震支座延长桥梁的自振周期,增加桥梁结构的附加阻尼,从而降低桥梁的地震力,提高桥梁的安全性.在研究中,应用Ansys有限元分析软件对南引桥在隔震、非隔震两种状态下的地震反应进行了时程分析,同时对支座的参数进行了优化,通过对比分析结果,从理论上验证了铅芯隔震橡胶支座的隔震效果.     

低噪声桥梁伸缩装置的设计

设计了一种参数化驱动的新结构的伸缩装置．在结构上采用焊接加强筋和N型钢板等方式,减少车辆和桥梁在伸缩装置对接处的震荡噪音,提高车辆的舒适度和桥梁的可靠性,同时使用螺纹钢,加大与混凝土的接触面积,提高此装置的承载能力和使用寿命．装置结构简单,加工难度低,安装和维护简单．     

SMA-橡胶支座滞回性能的理论模型

利用记忆合金材料的Graesser本构关系,建立了SMA-橡胶支座滞回性能的理论模型,并进行数值仿真,得到光滑的、近似双线性的力-位移滞回曲线,其特征与具有弹塑性耗能机制的橡胶隔震支座相似,支座的性能试验与模拟结果吻合较好,研究表明SMA-橡胶支座滞回效应明显,能防止支座出现过大位移。     

用无损检测和静载试验方法联合确定在役桥梁实际承载能力的研究

桥梁的实际承载能力通常是通过静载试验来确定 的.然而，当桥梁结构的设计资料丢失时，试验荷载的 确定就有一定的困难.此时，可以首先利用无损检测的 方法确定结构的材料和截面的参数，并以此为依据完 成相应的计算工作，然后利用计算结果指导试验，通过 静载试验最终完成桥梁     

钢丝绳布置方式对抗剪加固性能影响试验研究

通过对5根钢丝绳体外预应力抗剪加固的钢筋混凝土梁和2根对比梁的试验,研究了矩形梁体外钢丝绳的竖向布置和斜向布置方式、T形梁体外钢丝绳不同的锚固方式对试验梁抗剪加固效果的影响.结果表明,钢丝绳体外预应力抗剪加固可明显提高加固梁的斜截面开裂荷载、刚度及抗剪承载能力;对于矩形截面梁,闭合U型加固的效果优于斜向布束的加固小效果;对于T梁,就抗剪承载力提高幅度来看,三者相差不大.闭合U型箍布束的加固效果略优于非闭合U型箍布束加固,非闭合U型箍布束(锚固于腹板上)的效果与非闭合U型箍布束(锚固于翼板上)的效果无明显差异.研究结果可供桥梁抗剪加固参考.     

预应力混凝土曲线连续箱梁桥支座布置研究

为避免预应力混凝土曲线连续箱梁桥在预应力、外部荷载作用下发生支座脱空的现象,以某互通匝道桥为典型工程,应用空间有限元法,在不同荷载、不同支座布置形式下,分析曲线箱梁桥的支座反力和位移,探讨合理的支座布置形式。结果表明:中间支座全部是墩梁固结的支座布置形式最不易     

基于面向对象技术的轴承装置设计专家系统

结合面向对象技术与专家系统原理、结构及关键实现技术,构造了一个用于确定轴承装置的专家系统。阐述了其系统结构、知识表示、知识库设计、推理机设计及实现方法。系统能够完成轴承的自动选择、轴承计算、轴承装置设计等工作,充分体现了设计过程的智能化。最后给出了系统运行实例。     

柏乡县牡丹桥斜腿刚架结构设计分析

结合柏乡县牡丹桥的设计要求,介绍了其桥型方案选择中各因素的协调思路,研究了斜腿刚架桥的结构布置、材料选择和设计工况,对桥梁结构纵向受力和横向受力计算结果进行了分析.成果为城市斜腿刚架桥的设计提供了经验参考.     

大型桥式起重机承轨梁结构模态分析

以250 t桥式起重机为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS对其承轨梁结构进行建模,求得桥式起重机承轨梁的前10阶固有频率和振型,为大型桥式起重机承轨梁的设计提供了参考。     

混凝土自锚式悬索桥的极限承载力研究

全面考虑结构的材料非线性和几何非线性，通过对一座跨径160m混凝土自锚式悬索桥进行全过程非线性分析，得到了结构的极限承载力。同时研究了材料非线性、加栽方式、约束条件对结构极限承载力的影响。结果表明，混凝土自锚式悬索桥的弹塑性极限承载力远小于弹性极限承载力，中跨加载情况的极限承载力与全桥加载情况相差不大，但主缆锚固端主梁的约束情况对结构的极限承载力影响较大。