減隔震支座對曲線梁橋抗震性能影響

本文將結(jié)合某橋梁，簡要的介紹了彈塑性鋼減隔震支座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及減隔震的原理，通過結(jié)合有限元分析軟件建立全橋有限元模型，該模型是在e2的地震狀態(tài)下，分別針對橋梁是否采取減隔震支座而進(jìn)行地震動力時程分析。

以廈門市同集路(海翔大道—福澤路段)跨線橋工程為背景,采用非線性時程分析方法對分別采用摩擦擺減隔震支座和鉛芯橡膠支座的(3×38+3×38+4×38+2×38+3×38)m典型跨徑連續(xù)梁橋在e1、e2地震作用下的地震響應(yīng)進(jìn)行了計算分析,并驗算墩底彎矩、樁身內(nèi)力。對摩擦擺減隔震支座和鉛芯橡膠支座在大斷面混凝土橋梁的減隔震性能效果進(jìn)行了探討分析。

在橋梁地基與基礎(chǔ)之間設(shè)計\"一種用于橋梁基礎(chǔ)的減隔震支座\

運(yùn)用結(jié)構(gòu)最優(yōu)化理論建立了考慮地震時車輛運(yùn)行安全性的鐵路簡支梁橋減隔震體系優(yōu)化設(shè)計模型,采用ansys中的一階優(yōu)化方法,在優(yōu)化過程中考慮結(jié)構(gòu)rayleigh阻尼系數(shù)的變化對減隔震體系的影響及土和基礎(chǔ)的相互作用,實現(xiàn)了對鉛芯橡膠支座動力設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。通過計算分析,得出了鉛芯橡膠支座動力參數(shù)對橋梁地震響應(yīng)的影響規(guī)律:在應(yīng)用lrb對不同場地條件下的鐵路簡支梁橋進(jìn)行減隔震設(shè)計時,屈服后剛度與屈服前剛度比α對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)有重要影響。因此,可以采用改變屈服后剛度與屈服前剛度比α的簡化設(shè)計方法,滿足橋梁地震響應(yīng)的要求。為了提高系統(tǒng)的優(yōu)化效率,在進(jìn)行減隔震支座優(yōu)化時,行車安全性的約束可以在優(yōu)化過程外考慮,即在支座參數(shù)優(yōu)化解確定后,再進(jìn)行車輛地震輸入譜密度強(qiáng)度si值的驗算。

介紹了美國標(biāo)準(zhǔn)(aashto)下的橋梁減隔震設(shè)計的特點(diǎn)、減隔震支座的工作原理及類型,通過對位于高烈度地震區(qū)的連續(xù)預(yù)制箱梁的減隔震支座計算分析對比,為海外項目的橋梁抗震支座選取提供參考,也為橋梁下部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)靜力計算提供設(shè)計依據(jù),從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性及安全性.

傳統(tǒng)抗震設(shè)計設(shè)防目標(biāo)主要為保證強(qiáng)度和變形,高烈度地區(qū)的橋梁為達(dá)到e2地震下設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),需增大截面提高配筋,而利用減隔震支座則能耗散地震能量、降低結(jié)構(gòu)響應(yīng)。文中對非隔震體系與減隔震體系的反應(yīng)譜分析、時程分析下的響應(yīng)進(jìn)行對比,并考慮了邊界非線性、彈塑性,結(jié)果表明：在相同條件下,設(shè)計合理的減隔震支座能顯著提高抗震性能。

簡介紹了目前常用的幾種減隔震支座，并闡述了摩擦擺減隔震支座的優(yōu)勢特點(diǎn)及工作原理。通過對某座市政橋梁的的抗震分析計算，對摩擦擺減隔震支座的減隔震性能進(jìn)行探討分析。

隨著社會對地震認(rèn)識的發(fā)展,抗震設(shè)計在橋梁設(shè)計中的比重顯著提高,橋梁抗震性能影響到橋梁的使用壽命,而減隔震橡膠支座的使用能很好地改善這一性能。本文通過某城市高架橋的抗震設(shè)計,利用空間有限元程序midas/civil建立橋梁結(jié)構(gòu)的三維抗震模型,詳細(xì)介紹了城市高架橋抗震設(shè)計的流程和減隔震支座的選用規(guī)則,通過兩種類型的減隔震支座的對比分析,提出了不同類型減隔震支座的適用范圍,為同類型橋梁的抗震設(shè)計提供參考依據(jù)。

我國幅員遼闊,復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境帶來了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造與地震條件。隨著近些年來高層建筑建設(shè)數(shù)量與規(guī)模的不斷擴(kuò)大,隔震支座作為一種新興的抗震結(jié)構(gòu),逐漸得到了人們的廣泛重視。文章首先探討了隔震支座的原理與應(yīng)用現(xiàn)狀,其次對隔震支座在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用情況進(jìn)行了探討,最后則結(jié)合實際案例對隔震支座在促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能方面的作用進(jìn)行了解析。

結(jié)合處于高烈度地震地區(qū)的某(48+4×80+48)m剛構(gòu)連續(xù)梁橋的工程實例,分析表明對高烈度區(qū)的長聯(lián)多跨剛構(gòu)連續(xù)梁橋進(jìn)行常規(guī)抗震設(shè)計往往無法達(dá)到抗震設(shè)防目標(biāo)。應(yīng)用雙曲面球型減隔震支座進(jìn)行減震設(shè)計,可以有效地降低抗震設(shè)計控制截面的內(nèi)力,使結(jié)構(gòu)設(shè)計更容易滿足抗震規(guī)范的要求。同時分析了雙曲面球型減隔震支座的兩個主要參數(shù)摩擦系數(shù)和球心距對剛構(gòu)墩減震效果的影響。對于同一個球心距,剛構(gòu)墩墩底的順橋向彎矩響應(yīng)、墩頂?shù)捻槝蛳蛭灰祈憫?yīng)隨摩擦因數(shù)的增大而減小,橫橋向彎矩響應(yīng)、橫橋向位移響應(yīng)隨摩擦因數(shù)的增大而增大;對于同一個摩擦因數(shù),隨著球心距的增加,剛構(gòu)墩墩底的順橋向、橫橋向彎矩響應(yīng)以及墩頂?shù)臋M橋向位移響應(yīng)均呈現(xiàn)減小趨勢,而剛構(gòu)墩墩頂?shù)捻槝蛳蛭灰祈憫?yīng)呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。

　公路　2009年5月　第5期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　highway　may12009　no15 　文章編號:0451-0712(2009)05-0160-03　　　　中圖分類號:u443136　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:b 長大橋梁減隔震支座關(guān)鍵技術(shù)介紹 馮剛憲 (中船重工七二五所　洛陽市　471039) 摘　要:介紹了雙曲面球型減隔震支座的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用情況。雙曲面球型減隔震支座主要由 上座板、中座板、下座板、上球面不銹鋼滑板、下球面不銹鋼滑板、上四氟滑板、下四氟滑板、抗剪螺栓及防塵密封裙等 幾部分組成。雙曲面球型減隔震支座的減隔震原理是,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生且橫向力超過給定值時,抗剪螺栓被剪斷,支座的 橫向限位約束被解除,大半徑球面摩擦副橫向即可自由滑動,從而地

1.1.1.雙曲面球型減隔震支座簡介 雙曲面球型減隔震支座是國內(nèi)廠家在結(jié)合我國橋梁建設(shè)的實際情況下,通過 對技術(shù)上非常成熟的球型滑動支座進(jìn)行改造而研發(fā)的，屬于摩擦擺式隔震支座。 該支座將普通球型滑動支座的平滑動面改為球面，結(jié)構(gòu)上包括一個具有滑動凹球 面的上支座板、一個具有雙凸球面的中支座板和一個具有轉(zhuǎn)動凹球面的下支座板， 滑動球面和轉(zhuǎn)動球面的摩擦副均由不銹鋼板和聚四氟乙烯板組成。 雙曲面球型減隔震支座有固定、活動（單向和雙向）之分。其中固定雙曲面 球型減隔震支座的構(gòu)造如圖4-51所示。上支座板的頂面與梁體通過螺栓相連， 成為一個整體。上支座板下表面與中支座板的滑動球面相切，中支座板下表面與 下支座板的轉(zhuǎn)動球面相切，下支座板則與橋墩或蓋梁通過螺栓相連，成為一個整 體。環(huán)形套箍限位環(huán)與上支座板通過螺栓相連，包圍在下支座板外側(cè)，可以提供 正常使用下的水平承載力。在常時荷載作用

以四川省雅安至康定高速公路青衣江特大橋為依托工程,從結(jié)構(gòu)自振周期、墩底內(nèi)力、墩頂位移、梁端位移以及支座剪切位移等方面分析高阻尼隔震橡膠支座對橋梁抗震性能的影響,并與普通板式橡膠支座進(jìn)行對比研究,對其在公路常規(guī)橋梁上的適用性提出建議.

在橋梁設(shè)計過程中要做好抗震設(shè)計,因為只有做好抗震設(shè)計,才能確保橋梁在日后的使用中能夠安全運(yùn)行.避免在發(fā)生地震時,橋梁發(fā)生嚴(yán)重地坍塌,引起嚴(yán)重的安全事故,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡.

如今地震頻發(fā)；為了增加安全性；我國有關(guān)地震的規(guī)范條例也被頻繁修改；為了使這些地區(qū)房屋的安全性滿足要求；需對個別房屋進(jìn)行加固設(shè)計；本文就此問題；驗證在原有建筑結(jié)構(gòu)不變的情況下；使用隔震支座加固建筑；能否使原七度設(shè)防的建筑滿足八度設(shè)防的要求；通過地震影響系數(shù)和時程分析法；驗證隔震支座在此類情況下是否能滿足加固要求；

為了研究連續(xù)梁橋的地震反應(yīng)特性,對一座采用鉛芯橡膠支座的三跨連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動臺試驗。按峰值加速度從小到大的順序依次輸入el-centro波、擬合波、人工波3種地震波,研究結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),并對比邊墩、中墩的地震反應(yīng),分析墩柱損傷對支座減隔震性能的影響。結(jié)果表明：地震波峰值加速度小于0.3g輸入時,結(jié)構(gòu)整體地震反應(yīng)較小,處于彈性工作狀態(tài),地震波峰值加速度0.3g-0.5g輸入時,結(jié)構(gòu)整體地震反應(yīng)逐漸增大,形成塑性鉸,地震波峰值加速度0.6g輸入后,結(jié)構(gòu)達(dá)到承載能力極限狀態(tài),發(fā)生破壞;連續(xù)梁橋中間墩的地震反應(yīng)略小于邊墩;橋墩塑性破壞后的剛度退化會限制支座減隔震作用的發(fā)揮,但同時墩柱剛度退化也會有效延長結(jié)構(gòu)自振周期,降低結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

首先比較了現(xiàn)行的幾種保證連續(xù)梁橋順橋向抗震安全的減隔震措施,然后詳細(xì)介紹了同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系新近開發(fā)的雙曲面球型減隔震支座的抗震機(jī)理和構(gòu)造特點(diǎn),接著簡要介紹、分析了對該支座進(jìn)行的抗震性能試驗的研究結(jié)果,最后通過對一個11跨連續(xù)梁橋算例的抗震分析,表明這種減隔震支座非常適用于連續(xù)梁橋的減隔震設(shè)計.

以位于高烈度地區(qū)的某高墩橋梁為例,建立了計算模型,對不同高度橋墩進(jìn)行反應(yīng)譜分析和非線性時程分析,研究了高墩簡支橋梁在高烈度地震作用下不同墩型對墩底彎矩的影響,分析表明高墩簡支梁橋整體呈現(xiàn)出柔性結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在高烈度地震作用下墩底產(chǎn)生較大彎矩,隨著墩高的增加,實心墩整體彎矩相對薄壁空心墩增加較快。

結(jié)合寶成線受巨亭水電站蓄水影響的路基改橋工程,選取4種典型地震波作為輸入地震動,對設(shè)置了摩擦擺減隔震支座的3×16m簡支梁橋的抗震性能進(jìn)行了計算分析。計算結(jié)果表明:采用減隔震支座后,地震作用下的支座水平力、蓋梁位移及橋墩彎矩均大幅減小;支座縱向位移小于設(shè)計梁端縫寬度;橫向防落梁裝置與梁體的橫向間隙可按15mm預(yù)留;支座限滑螺栓剪斷力可按支座設(shè)計豎向承載力的10%考慮。

介紹了雙曲面球型減隔震支座的構(gòu)造特點(diǎn)和工作機(jī)理,表明其能夠滿足減隔震支座的三個基本要求,并具有結(jié)構(gòu)簡單、抗震性能穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn).分析了在地震作用下該支座產(chǎn)生豎向位移的原因和影響因素,并通過試驗驗證了理論分析的結(jié)果.通過對一個2跨連續(xù)梁橋算例的非線性時程反應(yīng)分析,表明此豎向位移對梁體的響應(yīng)不會有很嚴(yán)重的影響,該支座完全可以滿足連續(xù)梁橋的減隔震要求.

闡述了雙曲面球型減隔震支莊的工作原理及其力學(xué)特性,雙曲面球型;成隔震支座減隔震性能的主要影響參數(shù)為滑動球面的摩擦系數(shù)和兩個球面的球心距。為了研究各參數(shù)對支座減隔震性能的影響,通過對-5跨連續(xù)梁橋模型的計算分析,得出在不同參數(shù)組合下橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),討論了各參數(shù)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律,并對工程應(yīng)用中選取較優(yōu)的;成隔震支座參數(shù)提出了建議。

某大型商業(yè)開發(fā)工程在塔樓間設(shè)置非對稱且偏心的多層連體結(jié)構(gòu),使原本規(guī)則的單塔結(jié)構(gòu)形成復(fù)雜多塔連體結(jié)構(gòu)。為減輕地震作用時連體與塔樓共同振動導(dǎo)致塔樓地震力和扭轉(zhuǎn)變形加大的不利影響,連體與塔樓間采用鉛芯疊層橡膠隔震支座進(jìn)行連接。采用兩種程序進(jìn)行小震彈性反應(yīng)譜和地震波時程分析,通過比較單塔工況和多塔連體工況的樓層剪力和層間位移角來研究該結(jié)構(gòu)的抗震性能。研究結(jié)果表明,由于鉛芯疊層橡膠隔震支座的采用,多塔連體工況時各塔樓和連體結(jié)構(gòu)的振動狀態(tài)趨向于獨(dú)立振動,相互影響程度小,且多塔連體工況時塔樓的地震響應(yīng)比單塔工況時要小,減小幅度約為65%~95%,能較好地減輕塔樓在地震作用下的響應(yīng)。