減隔震支座在高烈度地區(qū)橋梁抗震設(shè)計中的應(yīng)用

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)。

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。

橋梁工程的抗震設(shè)計一般在靜力設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行,通過對某座四跨連續(xù)梁橋進(jìn)行抗震設(shè)計及減隔震設(shè)計,探究這兩種方法的原理,分析該方法的特點并對這兩種方法進(jìn)行比較,得出其適用范圍并為抗震設(shè)計手算方法提供實例。

橋梁工程的抗震設(shè)計一般在靜力設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行,通過對某座四跨連續(xù)梁橋進(jìn)行抗震設(shè)計及減隔震設(shè)計,探究這兩種方法的原理,分析該方法的特點并對這兩種方法進(jìn)行比較,得出其適用范圍并為抗震設(shè)計手算方法提供實例。

詳細(xì)的介紹了摩擦擺隔震支座,然后結(jié)合實際案例分析了摩擦擺隔震支座在橋梁抗震設(shè)計中的應(yīng)用.

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

介紹了美國標(biāo)準(zhǔn)(aashto)下的橋梁減隔震設(shè)計的特點、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.

以高烈度區(qū)一座高墩大跨橋梁為例,采用非線性時程分析法,對其結(jié)構(gòu)動力特性及抗震性能進(jìn)行分析,得出不同約束情況下的全橋地震響應(yīng),從而對該橋提出相對合理的抗震設(shè)計理念和思路。同時,探討了大跨高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的延性設(shè)計方法。

以某工程項目為對象,以50a10%超越概率e1(地震作用)和50a2%超越概率e2(地震作用)的地震動加速度時程數(shù)據(jù)為輸入?yún)?shù)建立有限元模型來分析普通橡膠支座和雙曲面球形減震支座對橋梁整體結(jié)構(gòu)抗震特性的影響作用。研究結(jié)果表明:e2地震力作用下,雙曲面球形減震支座下梁端橫向和縱向位移均大幅度下降,支座橫橋向位移增加,橡膠支座縱向位移增大而滑動支座縱向位移減小,減隔震支座降低了相鄰主梁碰撞而造成結(jié)構(gòu)震害；e1地震力作用下,橋梁立柱和樁基結(jié)構(gòu)在橡膠支座和雙曲面球形減隔震支座下均不會發(fā)生基于結(jié)構(gòu)抗彎能力不足而導(dǎo)致基礎(chǔ)震害,但雙曲面球形減隔震支座下橋梁立柱底部和樁基彎矩均大幅下降；e2地震力下,橡膠支座的1#、2#橋墩立柱和1#、2#、3#、4#橋墩樁基結(jié)構(gòu)彎矩超過結(jié)構(gòu)的抗彎承載能力,橋梁立柱和樁基結(jié)構(gòu)均會發(fā)生嚴(yán)重破壞；雙曲面球形減隔震支座下橋梁立柱底部和樁基彎矩均大幅下降,低于橋梁立柱的抗彎承載力,橋梁結(jié)構(gòu)不會發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。

以高烈度地震山區(qū)橋梁——栗子樹特大橋為研究對象,從橋型方案設(shè)計和橋墩構(gòu)造選型2個方面進(jìn)行了橋梁抗震概念設(shè)計;運用sap2000有限元程序,建立了橋梁的空間有限元模型,分別進(jìn)行動力特性和反應(yīng)譜分析,并建立非線性模型進(jìn)行非線性時程分析;確定了各橋墩鋼筋配筋率,選取了合理的減、隔震措施,提出了對高烈度山區(qū)橋梁抗震設(shè)計的建議。

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\

針對某3跨門式橋墩軌道交通曲線連續(xù)梁橋,采用其橋址《地震安全性評價報告》提供的3條地震動時程曲線,應(yīng)用sap2000有限元軟件,分析未隔震和雙曲面球型減隔震支座隔震條件下的罕遇地震響應(yīng),進(jìn)行雙曲面球型減隔震支座曲線連續(xù)梁橋的減隔震研究。研究結(jié)果表明,曲線連續(xù)梁橋各橋墩的內(nèi)力響應(yīng)受響應(yīng)內(nèi)力方向與地震動輸入方向夾角的影響;僅固定墩切向隔震時,固定墩的切向內(nèi)力大幅減少,彎矩和剪力分別減小約70%和50%,但各墩的徑向內(nèi)力均有增加,最大增幅約達(dá)10%,不能滿足橋梁的抗震要求;固定墩切向和徑向雙向、滑動墩徑向隔震時,固定墩的切向和徑向內(nèi)力均大幅減少,彎矩和剪力分別降低約73%和49%,同時各滑動墩的徑向內(nèi)力也大幅降低40%～60%,減震效果明顯。

介紹了橋梁減隔震技術(shù)的原理及設(shè)計原則,系統(tǒng)總結(jié)歸納了隔震橋梁的設(shè)計方法與設(shè)計流程,概括了隔震橋梁的概念設(shè)計與細(xì)部構(gòu)造設(shè)計應(yīng)注意的問題,著重分析了雙曲球形支座對橋梁減震的效果,指出其具有良好的減震效果。

減隔震支座是橋梁抗震的一項有效措施，目前已在國內(nèi)外橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用。以西安市某立交曲線橋為工程背景，在以往學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了橋梁常用減隔震裝置的力學(xué)特點和數(shù)值模擬方法，并運用非線性時程分析方法研究減隔震橡膠支座對曲線橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移響應(yīng)的影響。通過選用普通支座與幾種常用的減隔震支座分別分析，比較其抗震性能，為橋梁減、隔震設(shè)計提供設(shè)計參考。

以西安市某立交曲線橋為工程背景,在以往學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)了橋梁常用減隔震裝置的力學(xué)特點和數(shù)值模擬方法,并運用非線性時程分析方法,研究減隔震橡膠支座對曲線橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移響應(yīng)的影響,分析比較了普通支座與幾種常用減隔震支座的抗震性能,為橋梁減隔震設(shè)計提供參考。

針對矮墩橋梁在地震中剪切破壞的特點,以某平原高烈度區(qū)矮墩橋梁為例,分別從不同抗震思路出發(fā),提出三種不同的抗震設(shè)計對策,并通過對比分析,總結(jié)了不同抗震對策各自的優(yōu)缺點及適用性,以供橋梁設(shè)計人員參考。

華陽特大橋為109m+168m+109m的矮墩特大跨徑連續(xù)梁橋,由于其上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量與下部水平抗推剛度均很大,遭遇強震時水平地震慣性力巨大,將導(dǎo)致在常規(guī)設(shè)計思路下墩身、樁基尺寸和配筋難以滿足受力要求。為解決上述難題,在設(shè)計比選和論證中較好地引進(jìn)了減隔震技術(shù),對該橋采用雙曲面球型減隔震支座的抗震設(shè)計過程和心得進(jìn)行了論述。

　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、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

減隔震型支座作為橋梁實現(xiàn)抗震、減震的有效方法和重要手段,已經(jīng)成為橋梁抗震設(shè)計的首選。雙曲面球型減隔震支座具有雙球面的球體,利用簡單的鐘擺機(jī)理延長橋梁的自振周期,從而降低加速度反應(yīng),并通過橋身自重提供所需的自復(fù)位能力,幫助橋梁上部結(jié)構(gòu)回到原來的位置,具有完備的減震功能,良好的耐久性能,適合在震區(qū)橋梁上大面積推廣使用。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市化進(jìn)程不斷加快,橋梁建設(shè)數(shù)量不斷增加,為保證橋梁安全,在橋梁設(shè)計建造工作中必須加入抗壓設(shè)計,以保證橋梁工程順利建成并投入使用,本文主要探究橋梁抗震設(shè)計方法并對減隔震技術(shù)進(jìn)行研究,由此證明,隨著橋梁抗震設(shè)計方法和減隔震技術(shù)的發(fā)展,橋梁震害將逐漸減少。

為了給新建減隔震橋梁設(shè)計和既有橋梁減隔震加固設(shè)計提供參考,以中等跨徑的公路橋梁為研究對象,結(jié)合中國的抗震設(shè)計規(guī)范和減隔震支座技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),提出一種基于位移的抗震設(shè)計方法。該設(shè)計方法給出了選擇減隔震支座和估計設(shè)計目標(biāo)位移的方法,從串聯(lián)體系受力特點的角度提出了橋墩-支座體系的位移分配方法,設(shè)計中允許橋墩屈服,但通過控制損傷程度確保震后不需要修復(fù),也要求進(jìn)行支座的安全性檢驗。構(gòu)造了具有不同外形特征和不同跨徑的36座連續(xù)梁橋進(jìn)行減隔震設(shè)計,并通過動力時程分析驗證了設(shè)計方法的可行性。研究結(jié)果表明:提出的設(shè)計方法能夠較好地預(yù)測主梁的位移需求,易于把握支座和橋墩的性能狀態(tài);該設(shè)計方法也適用于非規(guī)則橋梁,可通過橫向位移變異系數(shù)判斷主梁的橫向位移變形模式。

以烏干達(dá)一座按歐洲規(guī)范設(shè)計的連續(xù)梁橋為例,按歐洲橋梁抗震規(guī)范的延性設(shè)計方法對其進(jìn)行了計算。計算過程表明,歐洲規(guī)范采用兩水準(zhǔn)設(shè)防、一階段設(shè)計的抗震設(shè)計思想,采用延性變形折減后的地震響應(yīng)內(nèi)力對設(shè)計截面進(jìn)行強度驗算,實現(xiàn)強度和變形的雙重指標(biāo)控制,與我國現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計規(guī)范在設(shè)防思路、設(shè)防目標(biāo)、設(shè)防水平和設(shè)計流程等方面存在差異。計算思路和計算過程可為使用歐洲規(guī)范進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計的工程人員提供參考和借鑒。