橋梁抗震彈塑性分析與設(shè)計(jì)雙曲面球型減隔震支座

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(dòng)球面的摩擦系數(shù)和兩個(gè)球面的球心距。為了研究各參數(shù)對(duì)支座減隔震性能的影響,通過(guò)對(duì)-5跨連續(xù)梁橋模型的計(jì)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(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律,并對(duì)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。

本文將結(jié)合某橋梁，簡(jiǎn)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(guò)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(duì)橋梁是否采取減隔震支座而進(jìn)行地震動(dòng)力時(shí)程分析。

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(jiǎn)要介紹、分析了對(duì)該支座進(jìn)行的抗震性能試驗(yàn)的研究結(jié)果,最后通過(guò)對(duì)一個(gè)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(jì).

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(jì)規(guī)范》(gb50111-2006)要求而設(shè)計(jì)的鐵路橋梁支座,該支座由中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)、衡水

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。

華陽(yáng)特大橋?yàn)?09m+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(qiáng)震時(shí)水平地震慣性力巨大,將導(dǎo)致在常規(guī)設(shè)計(jì)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(jì)比選和論證中較好地引進(jìn)了減隔震技術(shù),對(duì)該橋采用雙曲面球型減隔震支座的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程和心得進(jìn)行了論述。

傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)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(duì)非隔震體系與減隔震體系的反應(yīng)譜分析、時(shí)程分析下的響應(yīng)進(jìn)行對(duì)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(jì)合理的減隔震支座能顯著提高抗震性能。

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(shí)例,分析表明對(duì)高烈度區(qū)的長(zhǎng)聯(lián)多跨剛構(gòu)連續(xù)梁橋進(jìn)行常規(guī)抗震設(shè)計(jì)往往無(wú)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(jì),可以有效地降低抗震設(shè)計(jì)控制截面的內(nèi)力,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更容易滿足抗震規(guī)范的要求。同時(shí)分析了雙曲面球型減隔震支座的兩個(gè)主要參數(shù)摩擦系數(shù)和球心距對(duì)剛構(gòu)墩減震效果的影響。對(duì)于同一個(gè)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(duì)于同一個(gè)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(shì),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(shì)。

在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中要做好抗震設(shè)計(jì),因?yàn)橹挥凶龊每拐鹪O(shè)計(jì),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(shí),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.

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

以某工程項(xiàng)目為對(duì)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(dòng)加速度時(shí)程數(shù)據(jù)為輸入?yún)?shù)建立有限元模型來(lái)分析普通橡膠支座和雙曲面球形減震支座對(duì)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(dòng)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(huì)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(guò)結(jié)構(gòu)的抗彎承載能力,橋梁立柱和樁基結(jié)構(gòu)均會(huì)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(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。

介紹了一種新型鐵路支座——鐵路橋梁雙曲面球型減隔震支座其主要工作機(jī)理,優(yōu)良的抗震特性及其在國(guó)內(nèi)黃河特大橋的首次使用,希望對(duì)汶川地震后鐵路重建支座使用起一種參考作用。

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。

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\

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。

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。

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(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。

使用塑性鉸做橋梁的動(dòng)力 彈塑性分析 1 目錄 1．概要...............................................2 2．midascivil中的塑性鉸...............................3 3．橋梁資料...........................................4 4．輸入質(zhì)量...........................................5 5．修改邊界條件.......................................6 6．結(jié)構(gòu)的非線性特性...................................7 7．定義時(shí)程分析數(shù)據(jù)..................................10 8．運(yùn)

淺談摩擦擺減隔震支座施工技術(shù) 來(lái)源：建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)2015年3期 摘要：復(fù)合曲面的摩擦擺減隔震支座，能控制支座的隔震周期。本文結(jié)合京 津塘高速公路北部新區(qū)段高架工程支座施工，淺談復(fù)合曲面摩擦擺減隔震施工技 術(shù) 關(guān)鍵詞：摩擦擺減隔震支座施工技術(shù) 1、工程概述 京津塘高速公路北部新區(qū)段高架工程位于天津市北辰區(qū)，工程抗震設(shè)防烈度 7度；地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)a=0.15，所屬設(shè)計(jì)地震分組為第二組，在現(xiàn)澆箱梁 大跨度墩柱處（跨度大于50米）采用了摩擦擺減隔震支座，墩柱為單墩，每個(gè) 墩柱上2個(gè)摩擦擺支座。本工程現(xiàn)澆段無(wú)下墊石，標(biāo)高由上墊石找齊。采用的摩 擦擺具體有：摩擦擺qz-15000-dx：4塊摩擦擺qz-15000-gd：2塊摩擦擺 qz-15000-sx：2塊。 2、施工準(zhǔn)備 2.1、開工前，組織技術(shù)人員及施工人員熟悉和弄清有關(guān)技術(shù)問(wèn)題、熟悉