两种减隔震支座对大断面混凝土桥梁抗震性能影响

本文将结合某桥梁，简要的介绍了弹塑性钢减隔震支座的结构特点以及减隔震的原理，通过结合有限元分析软件建立全桥有限元模型，该模型是在e2的地震状态下，分别针对桥梁是否采取减隔震支座而进行地震动力时程分析。

采用midas/civil软件建立了云南湃街渡大桥的桥梁结构力学模型.对模型的自振特性和动力时程分析进行了研究,分析了不同墩高下桥梁结构振型特征和弹性时程分析,获得了刚构桥下不同桥墩高度的抗震性作用.研究结果表明墩高越高,则桥梁刚度下降,整体结构越柔软.在前十阶振型中,3个模型均以横弯为主,桥墩较高时易形成平面外弯曲变形;桥墩较低时更多的是表现出横弯和竖弯墩高的整体性改变,且y方向最易出现失稳;顺桥向和竖向激励下,主梁弯矩随墩高的变化影响较小,而横向激励对主梁弯矩造成很大影响,墩高相同时,由于桥梁横向刚度小于纵向和竖向,因而受横向地震响应较大,是重点考虑区,而竖向地震激励作用更易增加结构的竖向位移和主梁的内力作用;桥梁地震内力最大值通常出现在墩底处,主梁内力最大值出现在中跨跨中或主梁根部.

采用midas/civil软件建立了云南湃街渡大桥的桥梁结构力学模型。对模型的自振特性和动力时程分析进行了研究,分析了不同墩高下桥梁结构振型特征和弹性时程分析,获得了刚构桥下不同桥墩高度的抗震性作用。研究结果表明:墩高越高,则桥梁刚度下降,整体结构越柔软。在前十阶振型中,3个模型均以横弯为主,桥墩较高时易形成平面外弯曲变形;桥墩较低时更多的是表现出横弯和竖弯墩高的整体性改变,且y方向最易出现失稳;顺桥向和竖向激励下,主梁弯矩随墩高的变化影响较小,而横向激励对主梁弯矩造成很大影响,墩高相同时,由于桥梁横向刚度小于纵向和竖向,因而受横向地震响应较大,是重点考虑区,而竖向地震激励作用更易增加结构的竖向位移和主梁的内力作用;桥梁地震内力最大值通常出现在墩底处,主梁内力最大值出现在中跨跨中或主梁根部。

传统抗震设计设防目标主要为保证强度和变形,高烈度地区的桥梁为达到e2地震下设防标准,需增大截面提高配筋,而利用减隔震支座则能耗散地震能量、降低结构响应。文中对非隔震体系与减隔震体系的反应谱分析、时程分析下的响应进行对比,并考虑了边界非线性、弹塑性,结果表明：在相同条件下,设计合理的减隔震支座能显著提高抗震性能。

以某工程项目为对象,以50a10%超越概率e1(地震作用)和50a2%超越概率e2(地震作用)的地震动加速度时程数据为输入参数建立有限元模型来分析普通橡胶支座和双曲面球形减震支座对桥梁整体结构抗震特性的影响作用。研究结果表明:e2地震力作用下,双曲面球形减震支座下梁端横向和纵向位移均大幅度下降,支座横桥向位移增加,橡胶支座纵向位移增大而滑动支座纵向位移减小,减隔震支座降低了相邻主梁碰撞而造成结构震害；e1地震力作用下,桥梁立柱和桩基结构在橡胶支座和双曲面球形减隔震支座下均不会发生基于结构抗弯能力不足而导致基础震害,但双曲面球形减隔震支座下桥梁立柱底部和桩基弯矩均大幅下降；e2地震力下,橡胶支座的1#、2#桥墩立柱和1#、2#、3#、4#桥墩桩基结构弯矩超过结构的抗弯承载能力,桥梁立柱和桩基结构均会发生严重破坏；双曲面球形减隔震支座下桥梁立柱底部和桩基弯矩均大幅下降,低于桥梁立柱的抗弯承载力,桥梁结构不会发生结构破坏。

在桥梁地基与基础之间设计\"一种用于桥梁基础的减隔震支座\

为了分析冻土退化对桥梁抗震性能的影响,利用midas/civil软件建立桥墩-墩台-基础有限元模型,采用反映谱分析法对桥梁抗震性能在不同冻土上限退化深度下进行数值模拟.得出如下结论:冻土退化对桥梁的抗震性能有严重的影响,冻土退化越严重,墩顶和桩身水平位移越大;冻土的含冰量对桥梁抗震性能也有较大的影响,冻土的含冰量越大,退化时墩顶和桩身水平位移增量越大,桥梁的抗震的稳定性与安全性越低.

为了研究连续梁桥的地震反应特性,对一座采用铅芯橡胶支座的三跨连续梁桥结构进行振动台试验。按峰值加速度从小到大的顺序依次输入el-centro波、拟合波、人工波3种地震波,研究结构的地震反应,并对比边墩、中墩的地震反应,分析墩柱损伤对支座减隔震性能的影响。结果表明：地震波峰值加速度小于0.3g输入时,结构整体地震反应较小,处于弹性工作状态,地震波峰值加速度0.3g-0.5g输入时,结构整体地震反应逐渐增大,形成塑性铰,地震波峰值加速度0.6g输入后,结构达到承载能力极限状态,发生破坏;连续梁桥中间墩的地震反应略小于边墩;桥墩塑性破坏后的刚度退化会限制支座减隔震作用的发挥,但同时墩柱刚度退化也会有效延长结构自振周期,降低结构的地震反应。

1.1.1.双曲面球型减隔震支座简介 双曲面球型减隔震支座是国内厂家在结合我国桥梁建设的实际情况下,通过 对技术上非常成熟的球型滑动支座进行改造而研发的，属于摩擦摆式隔震支座。 该支座将普通球型滑动支座的平滑动面改为球面，结构上包括一个具有滑动凹球 面的上支座板、一个具有双凸球面的中支座板和一个具有转动凹球面的下支座板， 滑动球面和转动球面的摩擦副均由不锈钢板和聚四氟乙烯板组成。 双曲面球型减隔震支座有固定、活动（单向和双向）之分。其中固定双曲面 球型减隔震支座的构造如图4-51所示。上支座板的顶面与梁体通过螺栓相连， 成为一个整体。上支座板下表面与中支座板的滑动球面相切，中支座板下表面与 下支座板的转动球面相切，下支座板则与桥墩或盖梁通过螺栓相连，成为一个整 体。环形套箍限位环与上支座板通过螺栓相连，包围在下支座板外侧，可以提供 正常使用下的水平承载力。在常时荷载作用

以四川省雅安至康定高速公路青衣江特大桥为依托工程,从结构自振周期、墩底内力、墩顶位移、梁端位移以及支座剪切位移等方面分析高阻尼隔震橡胶支座对桥梁抗震性能的影响,并与普通板式橡胶支座进行对比研究,对其在公路常规桥梁上的适用性提出建议.

简介绍了目前常用的几种减隔震支座，并阐述了摩擦摆减隔震支座的优势特点及工作原理。通过对某座市政桥梁的的抗震分析计算，对摩擦摆减隔震支座的减隔震性能进行探讨分析。

在桥梁设计过程中要做好抗震设计,因为只有做好抗震设计,才能确保桥梁在日后的使用中能够安全运行.避免在发生地震时,桥梁发生严重地坍塌,引起严重的安全事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡.

就高强轻质混凝土桥梁结构对地震响应的影响进行了比较分析,分析结果表明:高强轻质混凝土能有效地减小桥梁高阶自振周期,减小桥梁结构的地震内力响应和位移响应,同时,对于同一强度的高强轻质混凝土,其密度和弹性模量的改变对于桥梁结构的地震响应影响不大。

针对某3跨门式桥墩轨道交通曲线连续梁桥,采用其桥址《地震安全性评价报告》提供的3条地震动时程曲线,应用sap2000有限元软件,分析未隔震和双曲面球型减隔震支座隔震条件下的罕遇地震响应,进行双曲面球型减隔震支座曲线连续梁桥的减隔震研究。研究结果表明,曲线连续梁桥各桥墩的内力响应受响应内力方向与地震动输入方向夹角的影响;仅固定墩切向隔震时,固定墩的切向内力大幅减少,弯矩和剪力分别减小约70%和50%,但各墩的径向内力均有增加,最大增幅约达10%,不能满足桥梁的抗震要求;固定墩切向和径向双向、滑动墩径向隔震时,固定墩的切向和径向内力均大幅减少,弯矩和剪力分别降低约73%和49%,同时各滑动墩的径向内力也大幅降低40%～60%,减震效果明显。

在长联大跨连续梁桥抗震设计中存在固定墩受力大和尺寸设计困难的问题。本文以成都—昆明铁路成都至峨眉段扩能改造工程中新青衣江特大桥的抗震问题为例,研究速度锁定型减隔震支座的设计方法与减隔震性能。抗震计算显示在小震时将桥梁活动墩变为固定墩能有效降低固定墩地震力,且大震时各墩均能起到减隔震作用,减隔震效果显著。通过抗震计算获得支座减隔震性能参数,完成支座样品的制造,进而开展减隔震性能试验。结果表明支座各项性能符合设计要求。

　公路　2009年5月　第5期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　highway　may12009　no15 　文章编号:0451-0712(2009)05-0160-03　　　　中图分类号:u443136　　　　文献标识码:b 长大桥梁减隔震支座关键技术介绍 冯刚宪 (中船重工七二五所　洛阳市　471039) 摘　要:介绍了双曲面球型减隔震支座的结构、特点、关键技术以及应用情况。双曲面球型减隔震支座主要由 上座板、中座板、下座板、上球面不锈钢滑板、下球面不锈钢滑板、上四氟滑板、下四氟滑板、抗剪螺栓及防尘密封裙等 几部分组成。双曲面球型减隔震支座的减隔震原理是,当地震发生且横向力超过给定值时,抗剪螺栓被剪断,支座的 横向限位约束被解除,大半径球面摩擦副横向即可自由滑动,从而地

随着社会对地震认识的发展,抗震设计在桥梁设计中的比重显著提高,桥梁抗震性能影响到桥梁的使用寿命,而减隔震橡胶支座的使用能很好地改善这一性能。本文通过某城市高架桥的抗震设计,利用空间有限元程序midas/civil建立桥梁结构的三维抗震模型,详细介绍了城市高架桥抗震设计的流程和减隔震支座的选用规则,通过两种类型的减隔震支座的对比分析,提出了不同类型减隔震支座的适用范围,为同类型桥梁的抗震设计提供参考依据。

我国幅员辽阔,复杂的地质环境带来了复杂的地质构造与地震条件。随着近些年来高层建筑建设数量与规模的不断扩大,隔震支座作为一种新兴的抗震结构,逐渐得到了人们的广泛重视。文章首先探讨了隔震支座的原理与应用现状,其次对隔震支座在高层建筑结构中的应用情况进行了探讨,最后则结合实际案例对隔震支座在促进高层建筑结构抗震性能方面的作用进行了解析。

针对我国现阶段《混凝土结构设计规范》(gb50010-2002)所推广的hrb400级高强钢的混凝土柱应用于大型火电厂的抗震性能试验研究还处于起步阶段,相关研究还不是很多,正是基于此对配置hrb400纵筋及箍筋的混凝土框架柱进行低周反复加载试验,采用2根剪跨比为1.5的短柱,对比配置普通钢筋的框架柱,展开相关试验研究。

针对我国现阶段gb50010—2002《混凝土结构设计规范》所推广的hrb400级高强钢的混凝土柱应用于大型火电厂的抗震性能试验研究还处于起步阶段,相关研究还不是很多,基于此对配制高强钢筋箍筋混凝土框架柱进行低周反复加载试验,采用2根剪跨比为1.5的短柱,对比配制普通钢筋的框架柱,展开相关试验研究。

运用结构最优化理论建立了考虑地震时车辆运行安全性的铁路简支梁桥减隔震体系优化设计模型,采用ansys中的一阶优化方法,在优化过程中考虑结构rayleigh阻尼系数的变化对减隔震体系的影响及土和基础的相互作用,实现了对铅芯橡胶支座动力设计参数的优化设计。通过计算分析,得出了铅芯橡胶支座动力参数对桥梁地震响应的影响规律:在应用lrb对不同场地条件下的铁路简支梁桥进行减隔震设计时,屈服后刚度与屈服前刚度比α对结构地震响应有重要影响。因此,可以采用改变屈服后刚度与屈服前刚度比α的简化设计方法,满足桥梁地震响应的要求。为了提高系统的优化效率,在进行减隔震支座优化时,行车安全性的约束可以在优化过程外考虑,即在支座参数优化解确定后,再进行车辆地震输入谱密度强度si值的验算。

高烈度震区桥梁在地震作用下的结构响应较为复杂,传统的抗震设计很难实现桥梁的抗震性能目标。通过对1座位于9度震区的桥梁进行e1地震作用下的多振型反应谱分析以及e2地震作用下的非线性时程分析,计算结果表明,在e1和e2地震作用下采用铅芯橡胶支座隔震桥梁的地震响应较未隔震桥梁均有大幅减小。因此,对于位于高烈度震区的桥梁可通过合理的减隔震设计使结构地震响应大幅减小,从而可提高结构的抗震安全性,实现桥梁抗震性能目标。