雙曲面球型減隔震支座在鐵路橋梁上的應用

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,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)力響應受響應內(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。

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,然后詳細介紹了同濟大學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理和構(gòu)造特點,接著簡要介紹、分析了對該支座進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.

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理,優(yōu)良的抗震特性及其在國內(nèi)黃河特大橋的首次使用,希望對汶川地震后鐵路重建支座使用起一種參考作用。

介紹了雙曲面球型減隔震支座的構(gòu)造特點和工作機理,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.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分析,表明此豎向位移對梁體的響應不會有很嚴重的影響,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,討論了各參數(shù)對結(jié)構(gòu)響應的影響規(guī)律,并對工程應用中選取較優(yōu)的;成隔震支座參數(shù)提出了建議。

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)梁橋進行常規(guī)抗震設(shè)計往往無法達到抗震設(shè)防目標。應用雙曲面球型減隔震支座進行減震設(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、墩頂?shù)捻槝蛳蛭灰祈憫S摩擦因數(shù)的增大而減小,橫橋向彎矩響應、橫橋向位移響應隨摩擦因數(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、橫橋向彎矩響應以及墩頂?shù)臋M橋向位移響應均呈現(xiàn)減小趨勢,而剛構(gòu)墩墩頂?shù)捻槝蛳蛭灰祈憫尸F(xiàn)先減小后增大的趨勢。

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

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。

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。

運用結(jié)構(gòu)最優(yōu)化理論建立了考慮地震時車輛運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)對橋梁地震響應的影響規(guī)律:在應用lrb對不同場地條件下的鐵路簡支梁橋進行減隔震設(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,滿足橋梁地震響應的要求。為了提高系統(tǒng)的優(yōu)化效率,在進行減隔震支座優(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,再進行車輛地震輸入譜密度強度si值的驗算。

通過試驗數(shù)據(jù)證明了氟碳面漆具有優(yōu)異的耐紫外線性和良好的耐化學介質(zhì)性,同時也顯示了不同品牌的氟碳面漆在耐人工老化性能方面有明顯的差異,這種差異與所用原料氟碳樹脂的性能具有很大關(guān)系。詳述了鐵路鋼橋保護涂裝對氟碳面漆的性能指標要求,介紹了我國鐵路橋梁到目前為止使用氟碳面漆的情況。

介紹帶肋鋼筋套筒擠壓接頭在鐵路橋梁施工中的擠壓工藝和施工方法。

帶肋鋼筋套筒擠壓接頭在鐵路橋梁上的應用

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\

傳統(tǒng)抗震設(shè)計設(shè)防目標主要為保證強度和變形,高烈度地區(qū)的橋梁為達到e2地震下設(shè)防標準,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。文中對非隔震體系與減隔震體系的反應譜分析、時程分析下的響應進行對比,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。

介紹了橋梁轉(zhuǎn)體法施工的特點,分析了我國鐵路采用轉(zhuǎn)體法施工的可行性,指出轉(zhuǎn)體法施工不僅適用于公路橋,而且變適用于鐵路橋。

在道路兩旁架設(shè)聲屏障是解決交通車輛噪聲問題的一種有效方法。為減小高速列車運行產(chǎn)生的噪聲影響,在特殊地段和橋梁需架設(shè)聲屏障,降低列車運行的脈動力及隔離噪聲。那么采用什么結(jié)構(gòu)的聲屏障才能達到預期的效果,且安全可靠、經(jīng)濟適用和方便施工。此文針對在不同時速鐵路橋梁上可采用的聲屏障結(jié)構(gòu)和所用材料及安裝連接方式進行闡述,并對其造價和費用指標進行對比。結(jié)果表明,在高速鐵路橋梁上架設(shè)3.3m高的金屬材料的聲屏障造價最高,每延米達到5915元。

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)計過程和心得進行了論述。

橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的"關(guān)節(jié)"部件,是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其性能優(yōu)劣直接影響整座橋梁甚至整條線路的運營狀態(tài)及使用壽命。對球型支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計、經(jīng)濟技術(shù)指標、材料選擇、生產(chǎn)加工控制及檢測試驗等內(nèi)容進行介紹,為球型支座在鐵路橋梁上的進一步應用提供參考。

介紹了橋梁轉(zhuǎn)體法施工的特點,分析了我國鐵路采用轉(zhuǎn)體法施工的可行性,指出轉(zhuǎn)體法施工不僅適用于公路橋,而且變適用于鐵路橋。

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。

　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?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