雙曲面球型減隔震支座的豎向位移分析

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。

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

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。

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

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(yīng)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(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(yīng)以及墩頂?shù)臋M橋向位移響應(yīng)均呈現(xiàn)減小趨勢,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。

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。

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。

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\

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(yīng)的影響規(guī)律:在應(yīng)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(yīng)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(yīng)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。

介紹了美國標準(aashto)下的橋梁減隔震設(shè)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(yù)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(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)靜力計算提供設(shè)計依據(jù),從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性及安全性.

隨著社會對地震認識的發(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)。

淺談摩擦擺減隔震支座施工技術(shù) 來源：建筑工程技術(shù)與設(shè)計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；地震動峰值加速度系數(shù)a=0.15，所屬設(shè)計地震分組為第二組，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 墩柱上2個摩擦擺支座。本工程現(xiàn)澆段無下墊石，標高由上墊石找齊。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)問題、熟悉

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(yīng)用。以西安市某立交曲線橋為工程背景，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(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移響應(yīng)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(shè)計提供設(shè)計參考。

以西安市某立交曲線橋為工程背景,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(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)計提供參考。

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(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。

　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(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?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

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(dǎo)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。

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(yù)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。

fsqz分離式雙球面減、隔震球型支座 抗震技術(shù)是橋梁、建筑和水利等工程建設(shè)的一個重要技術(shù)領(lǐng)域，通過采用隔震、減震和 調(diào)整結(jié)構(gòu)動力特性等方法，使工程結(jié)構(gòu)在地震力和風(fēng)力等作用下的動力反應(yīng)能及時有效的控 制，從而確保結(jié)構(gòu)本身的安全。近三十年，橋梁支座取得了重大發(fā)展，板式、盆式橡膠支座 和球形支座逐步得到廣泛應(yīng)用，并已成為國內(nèi)外橋梁支座應(yīng)用的主流。板式橡膠支座應(yīng)用于 承載能力、線變位和角變位較小的橋梁工程，而盆式橡膠支座應(yīng)用于承載能力、線變位和角 變位較大的橋梁工程。球形支座用于承載力大，轉(zhuǎn)角大的橋梁工程。但是，這些常規(guī)支座具 有較小的減隔震能力，不能抵御大地震對橋梁的危害。到目前為止，雖有部分抗震盆式橡膠 支座出現(xiàn)，但只限于增加支座的水平抗力，無法徹底避免地震峰值效應(yīng)對結(jié)構(gòu)造成的破壞， 其減隔震效果不夠理想。傳統(tǒng)的抗震技術(shù)是沿用“硬抗”的途徑，即按照預(yù)定的地震烈度

簡要介紹目前橋梁減震、隔震技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,結(jié)合汶川大地震寶成鐵路清江7號大橋的受損情況,提出在高烈度地震區(qū)鐵路橋梁使用新型的軟鋼阻尼支座或摩擦擺式支座,當強地震發(fā)生時,剪斷支座中的止動部件,消除墩頂固定支座的水平約束,通過軟鋼或摩擦擺消耗部分地震能量,改變橋墩振動特性,使墩身及基礎(chǔ)的地震力響應(yīng)減小,達到減震效果。強震過后,將梁部就位,安裝止動部件,橋梁即可正常使用。

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.