橋梁抗震彈塑性分析與設計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)組合下橋梁結構的地震響應,討論了各參數(shù)對結構響應的影響規(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。

本文將結合某橋梁，簡要的介紹了彈塑性鋼減隔震支座的結構特點以及減隔震的原理，通過結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。

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)梁橋的減隔震設計.

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,是為適應新的《鐵路工程抗震設計規(guī)范》(gb50111-2006)要求而設計的鐵路橋梁支座,該支座由中鐵工程設計咨詢集團有限公司設計、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,并通過橋身自重提供所需的自復位能力,幫助橋梁上部結構回到原來的位置,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。

華陽特大橋為109m+168m+109m的矮墩特大跨徑連續(xù)梁橋,由于其上部結構質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,在設計比選和論證中較好地引進了減隔震技術,對該橋采用雙曲面球型減隔震支座的抗震設計過程和心得進行了論述。

傳統(tǒng)抗震設計設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、降低結構響應。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,結果表明：在相同條件下,設計合理的減隔震支座能顯著提高抗震性能。

結合處于高烈度地震地區(qū)的某(48+4×80+48)m剛構連續(xù)梁橋的工程實例,分析表明對高烈度區(qū)的長聯(lián)多跨剛構連續(xù)梁橋進行常規(guī)抗震設計往往無法達到抗震設防目標。應用雙曲面球型減隔震支座進行減震設計,可以有效地降低抗震設計控制截面的內(nèi)力,使結構設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)和球心距對剛構墩減震效果的影響。對于同一個球心距,剛構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,而剛構墩墩頂?shù)捻槝蛳蛭灰祈憫尸F(xiàn)先減小后增大的趨勢。

在橋梁設計過程中要做好抗震設計,因為只有做好抗震設計,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)生嚴重地坍塌,引起嚴重的安全事故,造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡.

在長聯(lián)大跨連續(xù)梁橋抗震設計中存在固定墩受力大和尺寸設計困難的問題。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。結果表明支座各項性能符合設計要求。

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構抗震特性的影響作用。研究結果表明: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構震害；e1地震力作用下,橋梁立柱和樁基結構在橡膠支座和雙曲面球形減隔震支座下均不會發(fā)生基于結構抗彎能力不足而導致基礎震害,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#橋墩樁基結構彎矩超過結構的抗彎承載能力,橋梁立柱和樁基結構均會發(fā)生嚴重破壞；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,橋梁結構不會發(fā)生結構破壞。

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。

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。

在橋梁地基與基礎之間設計\"一種用于橋梁基礎的減隔震支座\

減隔震支座是橋梁抗震的一項有效措施，目前已在國內(nèi)外橋梁工程中得到了廣泛應用。以西安市某立交曲線橋為工程背景，在以往學者研究的基礎上，總結了橋梁常用減隔震裝置的力學特點和數(shù)值模擬方法，并運用非線性時程分析方法研究減隔震橡膠支座對曲線橋結構內(nèi)力和位移響應的影響。通過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、隔震設計提供設計參考。

以西安市某立交曲線橋為工程背景,在以往學者研究的基礎上,總結了橋梁常用減隔震裝置的力學特點和數(shù)值模擬方法,并運用非線性時程分析方法,研究減隔震橡膠支座對曲線橋結構內(nèi)力和位移響應的影響,分析比較了普通支座與幾種常用減隔震支座的抗震性能,為橋梁減隔震設計提供參考。

隨著社會對地震認識的發(fā)展,抗震設計在橋梁設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計,利用空間有限元程序midas/civil建立橋梁結構的三維抗震模型,詳細介紹了城市高架橋抗震設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計提供參考依據(jù)。

　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鍵技術介紹 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構、特點、關鍵技術以及應用情況。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

橋梁工程的抗震設計一般在靜力設計的基礎上進行,通過對某座四跨連續(xù)梁橋進行抗震設計及減隔震設計,探究這兩種方法的原理,分析該方法的特點并對這兩種方法進行比較,得出其適用范圍并為抗震設計手算方法提供實例。

橋梁工程的抗震設計一般在靜力設計的基礎上進行,通過對某座四跨連續(xù)梁橋進行抗震設計及減隔震設計,探究這兩種方法的原理,分析該方法的特點并對這兩種方法進行比較,得出其適用范圍并為抗震設計手算方法提供實例。

介紹了美國標準(aashto)下的橋梁減隔震設計的特點、減隔震支座的工作原理及類型,通過對位于高烈度地震區(qū)的連續(xù)預制箱梁的減隔震支座計算分析對比,為海外項目的橋梁抗震支座選取提供參考,也為橋梁下部結構的結構靜力計算提供設計依據(jù),從而保證結構設計的經(jīng)濟性及安全性.

以廈門市同集路(海翔大道—福澤路段)跨線橋工程為背景,采用非線性時程分析方法對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進行了計算分析,并驗算墩底彎矩、樁身內(nèi)力。對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行了探討分析。