双曲面球型减隔震支座曲线连续梁桥减隔震

介绍了双曲面球型减隔震支座的构造特点和工作机理,表明其能够满足减隔震支座的三个基本要求,并具有结构简单、抗震性能稳定可靠的优点.分析了在地震作用下该支座产生竖向位移的原因和影响因素,并通过试验验证了理论分析的结果.通过对一个2跨连续梁桥算例的非线性时程反应分析,表明此竖向位移对梁体的响应不会有很严重的影响,该支座完全可以满足连续梁桥的减隔震要求.

阐述了双曲面球型减隔震支庄的工作原理及其力学特性,双曲面球型;成隔震支座减隔震性能的主要影响参数为滑动球面的摩擦系数和两个球面的球心距。为了研究各参数对支座减隔震性能的影响,通过对-5跨连续梁桥模型的计算分析,得出在不同参数组合下桥梁结构的地震响应,讨论了各参数对结构响应的影响规律,并对工程应用中选取较优的;成隔震支座参数提出了建议。

介绍了美国标准(aashto)下的桥梁减隔震设计的特点、减隔震支座的工作原理及类型,通过对位于高烈度地震区的连续预制箱梁的减隔震支座计算分析对比,为海外项目的桥梁抗震支座选取提供参考,也为桥梁下部结构的结构静力计算提供设计依据,从而保证结构设计的经济性及安全性.

一、工程概况铁路桥梁双曲面球型减隔震支座是一种新型桥梁钢支座,是为适应新的《铁路工程抗震设计规范》(gb50111-2006)要求而设计的铁路桥梁支座,该支座由中铁工程设计咨询集团有限公司设计、衡水

减隔震型支座作为桥梁实现抗震、减震的有效方法和重要手段,已经成为桥梁抗震设计的首选。双曲面球型减隔震支座具有双球面的球体,利用简单的钟摆机理延长桥梁的自振周期,从而降低加速度反应,并通过桥身自重提供所需的自复位能力,帮助桥梁上部结构回到原来的位置,具有完备的减震功能,良好的耐久性能,适合在震区桥梁上大面积推广使用。

减隔震支座是桥梁抗震的一项有效措施，目前已在国内外桥梁工程中得到了广泛应用。以西安市某立交曲线桥为工程背景，在以往学者研究的基础上，总结了桥梁常用减隔震装置的力学特点和数值模拟方法，并运用非线性时程分析方法研究减隔震橡胶支座对曲线桥结构内力和位移响应的影响。通过选用普通支座与几种常用的减隔震支座分别分析，比较其抗震性能，为桥梁减、隔震设计提供设计参考。

以西安市某立交曲线桥为工程背景,在以往学者研究的基础上,总结了桥梁常用减隔震装置的力学特点和数值模拟方法,并运用非线性时程分析方法,研究减隔震橡胶支座对曲线桥结构内力和位移响应的影响,分析比较了普通支座与几种常用减隔震支座的抗震性能,为桥梁减隔震设计提供参考。

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

华阳特大桥为109m+168m+109m的矮墩特大跨径连续梁桥,由于其上部结构质量与下部水平抗推刚度均很大,遭遇强震时水平地震惯性力巨大,将导致在常规设计思路下墩身、桩基尺寸和配筋难以满足受力要求。为解决上述难题,在设计比选和论证中较好地引进了减隔震技术,对该桥采用双曲面球型减隔震支座的抗震设计过程和心得进行了论述。

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。

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。

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。

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。

在桥梁地基与基础之间设计\"一种用于桥梁基础的减隔震支座\

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。

介绍了一种新型铁路支座——铁路桥梁双曲面球型减隔震支座其主要工作机理,优良的抗震特性及其在国内黄河特大桥的首次使用,希望对汶川地震后铁路重建支座使用起一种参考作用。

为了对铁路连续梁桥减隔震设计方案进行对比研究,基于通用有限元软件sap2000,以某三跨铁路连续梁桥为例,建立该桥的全桥有限元模型。对该桥采用铅芯橡胶支座进行减隔震设计,在7条典型地震波激励下对2种设计方案的减隔震效果进行计算分析,并将2种方案的结果进行比较。结果表明,2种隔震方案都能取得较好的隔震效果,但全桥隔震时制动墩地震响应隔震率优于制动墩隔震,且全桥隔震时梁体位移小于制动墩隔震。对铁路连续梁桥进行全桥减隔震设计,可以在较小梁体位移的前提下得到较好的隔震率,更有利于桥梁上部结构的安全。

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。

　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。

结合一座大跨系杆拱桥实例,分析了不同减隔震支座参数对系杆拱桥减震性能的影响。通过对比发现,支座的球心距越大,减震效果越好。支座的摩擦系数越大,减震效果表现为先减小后变大的趋势,摩擦系数取0.02～0.03时,支座位移和墩台剪力达到最好的减震效果。但是支座参数的不同对承台底剪力总体的影响很小。

以福州市闽侯县某多跨预应力连续梁桥为工程背景,建立空间动力模型,采用非线性时程分析法并自定义隔震率分析采用摩擦摆支座不同布置形式的隔震效果,研究了支座参数、桥墩高度等因素对桥梁隔震效果的影响,得出多跨预应力连续梁桥隔震设计参数的选取原则,可为同类型桥梁的隔震措施设计提供参考.