桥梁减隔震设计探讨

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1、桥梁减隔震设计探讨冯芙蓉宁波市交科工程设计有限公司？?浙江宁波?315040摘要：减隔震设计是一种能有效减轻结构在地震中遭受损坏的设计方法。木文简要介绍桥梁抗震设计方法的发展和常用的减隔震装置，详细阐述了桥梁隔震设计的具体方法，供大家参考。关键词：桥梁隔震设计橡胶支座阻尼1前言桥梁的抗震设计是桥梁设计人员经常遇到的问题。当前的抗震设计规范以强度作为设计的依据就是说设计的构件强度高于地震需求强度即可。这通常给设计人员造成一种错觉，不考虑结构的变形能力，认为只要满足规范规定的结构强度即可使结构达到预期的抗震性能。其实，规范允许利用结构的屈服耗

2、能来进行抗震设计。在吸取震害经验、教训的基础上，伴随着对地震产生机理、地震动特性以及地震作用下结构动力响应特性、破坏机理、构件能力的研宄及认识的加深表明，要使结构能有效的发挥其抗震能力，就必须在强度、变形能力等方面给予全面的充分的考虑。通过设计使构件具有足够的延性变形能力来实现结构预期的屈服顺序和抗震所需的必要变形能力和耗能能力，可以简单的理解为减隔震设计方法，值得设计人员借鉴釆用。2桥梁抗震设计方法的发展2.1基于强度的设计方法早期的抗震设计基木采用基于强度的抗震设计方法，将地震力当作静荷载进行结构分析，以结构构件的强度或刚度是否达到特

3、定的极限状态作为结构失效的准则。且该方法是目前许多抗震设计规范仍釆用的设计方法。2.2基于延性的设计方法结合桥梁结构弹塑性破坏的特点，一些学者提出了基于反应谱的延性抗震设计方法。该方法采用地震力修正系数调整反位谱加速度或弹性分析的地震内力，来反映不同结构的延性需求。如美国AASHTO桥梁设计规范就针对桥墩、基础、支座等构件，采用不冋的地震反应修正系数R对弹性地震力进行折减，得到设计地震力。2.3基于性能的抗震设计基于性能的抗震设计实际上是一总体设计思想，主要指结构在受到不冋水平地震（不同概率地震）作用下的性能达到一组预期的性能0标。基于性

4、能的抗震设计是使设计出的结构在指定强度地震下的破损状态及其造成的经济损失、人员伤亡等控制在预期的0标范围内，使结构震后的功能得以延续和维持。基于性能的抗震设计的特点是使抗震设计从宏观定性的Et标向具体量化的多重B标过渡，将抗震设计由以保障人们生命安全为基本目标转化为不同风险水平地震作用下满足不同的性能0标，从而通过多B标、多层次的抗震安全设计来最大限度保障人民生命财产安全，满足业主所需的结构性能B标。基于性能的抗震设计内容主要包括：1）科学的定义和确定地震危险性；2）确定结构在不同水平地震作用下损伤状态、性能水平和性能指标；3）设计方法，

5、主要包括承载力设计方法、位移设计方法和能量设计方法等。3常用的减隔震装置3.1叠层橡胶支座叠层橡胶支座是国内桥梁结构中使用最多的隔震器，它由橡胶片与钢板交替叠合粘接而成。由于钢板对橡胶片横向变形产生约束，使叠层橡胶垫具冇非常人的竖向刚度；在水平刚度方面，薄钢板不影响橡胶的剪切变形，因而保持了橡胶固有的柔韧性。橡胶支座主要是靠增加桥粱结构的柔性，从而延长结构的周期来达到减震的效果。但是，叠层橡胶支座在减小桥墩、台受到地震荷载的吋，也增加了梁体与墩、台之间的相对位移，因此具有一定的局限性。2.2聚四氟乙烯支座聚四氟乙烯滑动支座是利用聚四氟乙烯

6、摩擦系数较小的特点，将其粘帖在支座上表面，另在梁底部支撑处设置一块有一定光洁度的不锈钢钢板，使钢板能在支座表面上来冋滑动，从而可以满足较大的横向位移的要求,属于一种柔性支座。聚四氟乙烯支座隔震的优点是对输入地震波频率特性不敏感，但由于它不具冇向平衡位置的恢复力特性，使梁体与墩、台之间的相对位移很难控制。2.3铅芯橡胶支座和新型减震支座铅芯橡胶支座把橡胶和弹塑性阻尼较好的结合在一起，具冇较好的减隔震效果铅芯橡胶支座是一种集隔震器、阻尼器于一体的隔震支座。它是在普通橡胶支座中加入铅棒制造而成。铅具有屈服应力较低、滞回曲线丰满的特点，冋吋还是一

7、种较好的阻尼器。通过实验研究证明铅芯橡胶支座具冇较好的滞冋特性，其初始刚度可以达到普通叠层橡胶支座的10倍以上，其屈后刚度接近于普通叠层橡胶支座的剪切刚度。铅芯橡胶支座是解决中短跨桥梁抗震问题简单、可靠的方法，但是铅芯橡胶支座耐久性差、稳定性不高、承载能力奋限，这些都限制了苏在桥梁减隔震上的使用和发展。3.4双曲面球型减隔震支座双曲面球型减隔震支座是一种新型支座，是在普通球型支座的基础上，用大半径球面摩檫副取代平面摩檫副，并设置抗剪螺栓。它由上座板、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

8、密封裙等几部分组成。地震发生时，如果横向力超过给定值吋，抗剪螺栓被剪断，支座的横向限位约束被解除，大半径球面摩檫副横向即可自由滑动，地震产生的能量在动能和势能之间反复转换，摩檫阻力逐渐消耗地震