兩種減隔震支座對(duì)大斷面混凝土橋梁抗震性能影響

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。

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(duì)模型的自振特性和動(dòng)力時(shí)程分析進(jìn)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(shí)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(gè)模型均以橫彎為主,橋墩較高時(shí)易形成平面外彎曲變形;橋墩較低時(shí)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(lì)下,主梁彎矩隨墩高的變化影響較小,而橫向激勵(lì)對(duì)主梁彎矩造成很大影響,墩高相同時(shí),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(diǎn)考慮區(qū),而豎向地震激勵(lì)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(duì)模型的自振特性和動(dòng)力時(shí)程分析進(jìn)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(shí)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(gè)模型均以橫彎為主,橋墩較高時(shí)易形成平面外彎曲變形;橋墩較低時(shí)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(lì)下,主梁彎矩隨墩高的變化影響較小,而橫向激勵(lì)對(duì)主梁彎矩造成很大影響,墩高相同時(shí),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(diǎn)考慮區(qū),而豎向地震激勵(lì)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(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。

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。

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\

為了分析凍土退化對(duì)橋梁抗震性能的影響,利用midas/civil軟件建立橋墩-墩臺(tái)-基礎(chǔ)有限元模型,采用反映譜分析法對(duì)橋梁抗震性能在不同凍土上限退化深度下進(jìn)行數(shù)值模擬.得出如下結(jié)論:凍土退化對(duì)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(duì)橋梁抗震性能也有較大的影響,凍土的含冰量越大,退化時(shí)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(duì)一座采用鉛芯橡膠支座的三跨連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。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(duì)比邊墩、中墩的地震反應(yīng),分析墩柱損傷對(duì)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(shí),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(shí),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(huì)限制支座減隔震作用的發(fā)揮,但同時(shí)墩柱剛度退化也會(huì)有效延長(zhǎng)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(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

以四川省雅安至康定高速公路青衣江特大橋?yàn)橐劳泄こ?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(duì)橋梁抗震性能的影響,并與普通板式橡膠支座進(jìn)行對(duì)比研究,對(duì)其在公路常規(guī)橋梁上的適用性提出建議.

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.

就高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)地震響應(yīng)的影響進(jìn)行了比較分析,分析結(jié)果表明:高強(qiáng)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(shí),對(duì)于同一強(qiáng)度的高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土,其密度和彈性模量的改變對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)影響不大。

針對(duì)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(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。

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?？拐鹩?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。

　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

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)。

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。

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(jì)提供參考.

如今地震頻發(fā)；為了增加安全性；我國(guó)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(duì)個(gè)別房屋進(jìn)行加固設(shè)計(jì)；本文就此問(wèn)題；驗(yàn)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(guò)地震影響系數(shù)和時(shí)程分析法；驗(yàn)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(gè)重要指標(biāo)。闡述了混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的危害,簡(jiǎn)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。