兩種減隔震支座對大斷面混凝土橋梁抗震性能影響

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行地震動力時程分析。

采用midas/civil軟件建立了云南湃街渡大橋的橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)模型.對模型的自振特性和動力時程分析進行了研究,分析了不同墩高下橋梁結(jié)構(gòu)振型特征和彈性時程分析,獲得了剛構(gòu)橋下不同橋墩高度的抗震性作用.研究結(jié)果表明墩高越高,則橋梁剛度下降,整體結(jié)構(gòu)越柔軟.在前十階振型中,3個模型均以橫彎為主,橋墩較高時易形成平面外彎曲變形;橋墩較低時更多的是表現(xiàn)出橫彎和豎彎墩高的整體性改變,且y方向最易出現(xiàn)失穩(wěn);順橋向和豎向激勵下,主梁彎矩隨墩高的變化影響較小,而橫向激勵對主梁彎矩造成很大影響,墩高相同時,由于橋梁橫向剛度小于縱向和豎向,因而受橫向地震響應(yīng)較大,是重點考慮區(qū),而豎向地震激勵作用更易增加結(jié)構(gòu)的豎向位移和主梁的內(nèi)力作用;橋梁地震內(nèi)力最大值通常出現(xiàn)在墩底處,主梁內(nèi)力最大值出現(xiàn)在中跨跨中或主梁根部.

采用midas/civil軟件建立了云南湃街渡大橋的橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。對模型的自振特性和動力時程分析進行了研究,分析了不同墩高下橋梁結(jié)構(gòu)振型特征和彈性時程分析,獲得了剛構(gòu)橋下不同橋墩高度的抗震性作用。研究結(jié)果表明:墩高越高,則橋梁剛度下降,整體結(jié)構(gòu)越柔軟。在前十階振型中,3個模型均以橫彎為主,橋墩較高時易形成平面外彎曲變形;橋墩較低時更多的是表現(xiàn)出橫彎和豎彎墩高的整體性改變,且y方向最易出現(xiàn)失穩(wěn);順橋向和豎向激勵下,主梁彎矩隨墩高的變化影響較小,而橫向激勵對主梁彎矩造成很大影響,墩高相同時,由于橋梁橫向剛度小于縱向和豎向,因而受橫向地震響應(yīng)較大,是重點考慮區(qū),而豎向地震激勵作用更易增加結(jié)構(gòu)的豎向位移和主梁的內(nèi)力作用;橋梁地震內(nèi)力最大值通常出現(xiàn)在墩底處,主梁內(nèi)力最大值出現(xiàn)在中跨跨中或主梁根部。

傳統(tǒng)抗震設(shè)計設(shè)防目標(biāo)主要為保證強度和變形,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。

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。

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\

為了分析凍土退化對橋梁抗震性能的影響,利用midas/civil軟件建立橋墩-墩臺-基礎(chǔ)有限元模型,采用反映譜分析法對橋梁抗震性能在不同凍土上限退化深度下進行數(shù)值模擬.得出如下結(jié)論:凍土退化對橋梁的抗震性能有嚴(yán)重的影響,凍土退化越嚴(yán)重,墩頂和樁身水平位移越大;凍土的含冰量對橋梁抗震性能也有較大的影響,凍土的含冰量越大,退化時墩頂和樁身水平位移增量越大,橋梁的抗震的穩(wěn)定性與安全性越低.

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)。

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行對比研究,對其在公路常規(guī)橋梁上的適用性提出建議.

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行探討分析。

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)濟損失和人員傷亡.

就高強輕質(zhì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)對地震響應(yīng)的影響進行了比較分析,分析結(jié)果表明:高強輕質(zhì)混凝土能有效地減小橋梁高階自振周期,減小橋梁結(jié)構(gòu)的地震內(nèi)力響應(yīng)和位移響應(yīng),同時,對于同一強度的高強輕質(zhì)混凝土,其密度和彈性模量的改變對于橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)影響不大。

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。

在長聯(lián)大跨連續(xù)梁橋抗震設(shè)計中存在固定墩受力大和尺寸設(shè)計困難的問題。本文以成都—昆明鐵路成都至峨眉段擴能改造工程中新青衣江特大橋的抗震問題為例,研究速度鎖定型減隔震支座的設(shè)計方法與減隔震性能?？拐鹩嬎泔@示在小震時將橋梁活動墩變?yōu)楣潭ǘ漳苡行Ы档凸潭ǘ盏卣鹆?且大震時各墩均能起到減隔震作用,減隔震效果顯著。通過抗震計算獲得支座減隔震性能參數(shù),完成支座樣品的制造,進而開展減隔震性能試驗。結(jié)果表明支座各項性能符合設(shè)計要求。

　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

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)。

一、工程概況鐵路橋梁雙曲面球型減隔震支座是一種新型橋梁鋼支座,是為適應(yīng)新的《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(gb50111-2006)要求而設(shè)計的鐵路橋梁支座,該支座由中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司設(shè)計、衡水

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。

為了探討預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋橋墩的抗震性能,在建立整座橋的有限元空間模型后,采用反應(yīng)譜分析法輸入地震作用力,分析了不同方向地震作用下橋墩樁柱內(nèi)力分布規(guī)律,并給出合理的配筋取值,為橋墩抗震設(shè)計提供參考.

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；

裂縫是混凝土橋梁耐久性狀態(tài)的一個重要指標(biāo)。闡述了混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的危害,簡要分析了裂縫產(chǎn)生的原因,并提出了預(yù)防裂縫出現(xiàn)的措施。