減隔震支座在橋梁抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)用

隨著社會(huì)對(duì)地震認(rèn)識(shí)的發(fā)展,抗震設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)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(guò)某城市高架橋的抗震設(shè)計(jì),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(jì)的流程和減隔震支座的選用規(guī)則,通過(guò)兩種類型的減隔震支座的對(duì)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(jì)提供參考依據(jù)。

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

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

簡(jiǎn)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(shì)特點(diǎn)及工作原理。通過(guò)對(duì)某座市政橋梁的的抗震分析計(jì)算，對(duì)摩擦擺減隔震支座的減隔震性能進(jìn)行探討分析。

1.1.1.雙曲面球型減隔震支座簡(jiǎn)介 雙曲面球型減隔震支座是國(guó)內(nèi)廠家在結(jié)合我國(guó)橋梁建設(shè)的實(shí)際情況下,通過(guò) 對(duì)技術(shù)上非常成熟的球型滑動(dòng)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(dòng)支座的平滑動(dòng)面改為球面，結(jié)構(gòu)上包括一個(gè)具有滑動(dòng)凹球 面的上支座板、一個(gè)具有雙凸球面的中支座板和一個(gè)具有轉(zhuǎn)動(dòng)凹球面的下支座板， 滑動(dòng)球面和轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)（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(guò)螺栓相連， 成為一個(gè)整體。上支座板下表面與中支座板的滑動(dòng)球面相切，中支座板下表面與 下支座板的轉(zhuǎn)動(dòng)球面相切，下支座板則與橋墩或蓋梁通過(guò)螺栓相連，成為一個(gè)整 體。環(huán)形套箍限位環(huán)與上支座板通過(guò)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(shí)荷載作用

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

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

針對(duì)某3跨門(mén)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(píng)價(jià)報(bào)告》提供的3條地震動(dòng)時(shí)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(dòng)輸入方向夾角的影響;僅固定墩切向隔震時(shí),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(dòng)墩徑向隔震時(shí),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(shí)各滑動(dòng)墩的徑向內(nèi)力也大幅降低40%～60%,減震效果明顯。

減隔震支座是橋梁抗震的一項(xiàng)有效措施，目前已在國(guó)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?yàn)楣こ瘫尘?，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(diǎn)和數(shù)值模擬方法，并運(yùn)用非線性時(shí)程分析方法研究減隔震橡膠支座對(duì)曲線橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移響應(yīng)的影響。通過(guò)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(jì)提供設(shè)計(jì)參考。

以西安市某立交曲線橋?yàn)楣こ瘫尘?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(diǎn)和數(shù)值模擬方法,并運(yùn)用非線性時(shí)程分析方法,研究減隔震橡膠支座對(duì)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(jì)提供參考。

　公路　2009年5月　第5期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　highway　may12009　no15 　文章編號(hào):0451-0712(2009)05-0160-03　　　　中圖分類號(hào):u443136　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b 長(zhǎng)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(yáng)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(guò)給定值時(shí),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(dòng),從而地

運(yùn)用結(jié)構(gòu)最優(yōu)化理論建立了考慮地震時(shí)車輛運(yùn)行安全性的鐵路簡(jiǎn)支梁橋減隔震體系優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,采用ansys中的一階優(yōu)化方法,在優(yōu)化過(guò)程中考慮結(jié)構(gòu)rayleigh阻尼系數(shù)的變化對(duì)減隔震體系的影響及土和基礎(chǔ)的相互作用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉛芯橡膠支座動(dòng)力設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算分析,得出了鉛芯橡膠支座動(dòng)力參數(shù)對(duì)橋梁地震響應(yīng)的影響規(guī)律:在應(yīng)用lrb對(duì)不同場(chǎng)地條件下的鐵路簡(jiǎn)支梁橋進(jìn)行減隔震設(shè)計(jì)時(shí),屈服后剛度與屈服前剛度比α對(duì)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(jiǎn)化設(shè)計(jì)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(shí),行車安全性的約束可以在優(yōu)化過(guò)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(yàn)算。

減隔震型支座作為橋梁實(shí)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(jì)的首選。雙曲面球型減隔震支座具有雙球面的球體,利用簡(jiǎn)單的鐘擺機(jī)理延長(zhǎng)橋梁的自振周期,從而降低加速度反應(yīng),并通過(guò)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(lái)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。

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

隨著近幾年地震災(zāi)害的頻發(fā)，人們對(duì)橋梁抗震的重視程度越來(lái)越高，對(duì)橋梁抗震性的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，作為抗震防災(zāi)，危機(jī)管理系統(tǒng)的橋梁工程在地震中如果受到傷害，將會(huì)造成交通癱瘓，給抗震救災(zāi)工作造成極大的阻礙，提高橋梁的抗震性是減輕地震損害，加強(qiáng)區(qū)域安全的基本措施之一。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)方法和減震隔震技術(shù)的研究，文章將就此論題展開(kāi)探討。

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(jì)建造工作中必須加入抗壓設(shè)計(jì),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(jì)方法并對(duì)減隔震技術(shù)進(jìn)行研究,由此證明,隨著橋梁抗震設(shè)計(jì)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(jì)和既有橋梁減隔震加固設(shè)計(jì)提供參考,以中等跨徑的公路橋梁為研究對(duì)象,結(jié)合中國(guó)的抗震設(shè)計(jì)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(jì)方法。該設(shè)計(jì)方法給出了選擇減隔震支座和估計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)位移的方法,從串聯(lián)體系受力特點(diǎn)的角度提出了橋墩-支座體系的位移分配方法,設(shè)計(jì)中允許橋墩屈服,但通過(guò)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(yàn)。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(jì),并通過(guò)動(dòng)力時(shí)程分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的可行性。研究結(jié)果表明:提出的設(shè)計(jì)方法能夠較好地預(yù)測(cè)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(jì)方法也適用于非規(guī)則橋梁,可通過(guò)橫向位移變異系數(shù)判斷主梁的橫向位移變形模式。

以廈門(mén)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(shí)程分析方法對(duì)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(jì)算分析,并驗(yàn)算墩底彎矩、樁身內(nèi)力。對(duì)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。

為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能,有效地控制地震損傷并保證震后結(jié)構(gòu)性能,本文研發(fā)了一種無(wú)支座自復(fù)位橋梁結(jié)構(gòu)體系,闡明了這種新型橋梁結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)構(gòu)成及其抗震作用機(jī)理；根據(jù)其結(jié)構(gòu)特性和功能需求提出無(wú)支座自復(fù)位橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo),分別給出了正常使用極限狀態(tài)、承載能力極限狀態(tài)下的設(shè)計(jì)要求,并著重對(duì)地震狀況下兩階段設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行明確；并根據(jù)基于性能的無(wú)支座自復(fù)位橋梁的抗震設(shè)計(jì)方法給出了其抗震設(shè)防目標(biāo)及抗震性能目標(biāo)。進(jìn)行了自復(fù)位橋墩1/3縮尺的擬靜力試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明:雙柱式自復(fù)位橋墩體系不僅具有良好的自復(fù)位能力、殘余位移較小,且具有足夠的剛度和位移延性；雙柱式自復(fù)位橋墩在循環(huán)荷載作用下會(huì)發(fā)生上下?lián)u擺界面的交替開(kāi)合,不會(huì)發(fā)生現(xiàn)澆混凝土橋墩出現(xiàn)的塑性鉸現(xiàn)象,外置耗能裝置先于橋墩破壞,有效地避免了橋墩的損傷破壞。在局部構(gòu)造合理的條件下,搖擺界面處的混凝土受到了很好的保護(hù),極大地減小了橋墩墩身的破壞。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)提出的抗震設(shè)防目標(biāo),對(duì)一座無(wú)支座自復(fù)位橋梁工程進(jìn)行了設(shè)計(jì),開(kāi)創(chuàng)了無(wú)支座自復(fù)位橋梁應(yīng)用的先例,為無(wú)支座自復(fù)位橋梁抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)積累了經(jīng)驗(yàn)。

工程結(jié)構(gòu)抗震之橋梁抗震設(shè)計(jì)——該資料為工程結(jié)構(gòu)抗震之橋梁抗震設(shè)計(jì)抗震概念設(shè)計(jì)：橋位場(chǎng)地選擇、合理的結(jié)構(gòu)選型與布置、恰當(dāng)?shù)目拐痼w系抗震驗(yàn)算與設(shè)計(jì)：e1作用下，強(qiáng)度設(shè)計(jì)（分析、強(qiáng)度驗(yàn)算）；e2作用下，延性設(shè)計(jì)（分析、變形驗(yàn)算）反應(yīng)譜取值：按e1和e2地震...

以烏干達(dá)一座按歐洲規(guī)范設(shè)計(jì)的連續(xù)梁橋?yàn)槔?按歐洲橋梁抗震規(guī)范的延性設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算過(guò)程表明,歐洲規(guī)范采用兩水準(zhǔn)設(shè)防、一階段設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)思想,采用延性變形折減后的地震響應(yīng)內(nèi)力對(duì)設(shè)計(jì)截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和變形的雙重指標(biāo)控制,與我國(guó)現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在設(shè)防思路、設(shè)防目標(biāo)、設(shè)防水平和設(shè)計(jì)流程等方面存在差異。計(jì)算思路和計(jì)算過(guò)程可為使用歐洲規(guī)范進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)的工程人員提供參考和借鑒。

以烏干達(dá)一座按歐洲規(guī)范設(shè)計(jì)的連續(xù)梁橋?yàn)槔?按歐洲橋梁抗震規(guī)范的延性設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算過(guò)程表明,歐洲規(guī)范采用兩水準(zhǔn)設(shè)防、一階段設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)思想,采用延性變形折減后的地震響應(yīng)內(nèi)力對(duì)設(shè)計(jì)截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和變形的雙重指標(biāo)控制,與我國(guó)現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在設(shè)防思路、設(shè)防目標(biāo)、設(shè)防水平和設(shè)計(jì)流程等方面存在差異。計(jì)算思路和計(jì)算過(guò)程可為使用歐洲規(guī)范進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)的工程人員提供參考和借鑒。