华阳特大桥主桥隔震研究7.22

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1、华阳特大桥主桥隔震研究一、立项背景和依据地震是人类社会面临的最严重的自然灾害之一，由于桥梁的剧烈震动或倒塌会直接和间接地造成无可挽回的重大损失。要减轻地震灾害就必须要求桥梁结构具有良好的抗震性能。传统的抗震结构体系是通过增强结构本身的性能（如增加结构构件的刚度与延性来抵抗地震）可以解决低烈度区桥梁抵抗地震的问题。但要提高高烈度区桥梁的抗震性能、减轻地震灾害，目前首推隔震技术。华阳特大桥属于华阳路南延线道路工程项目，跨越潭洲水道，采用三跨预应力混凝土连续梁结构，跨径布置为：109+168+109m，桥面全宽39.5m为双向8车道。工程的场地土类型为中软土，场地类别为Ⅱ

2、类，属对公路工程抗震不利地段。工程场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度归档为0.10g区，基本烈度为Ⅶ度。沿线地面下20m范围内存在饱和土和沙土，CZK1～CZK4、QZK3、QZK4号孔为中等～严重液化。因此，桥址区场地的地震危险性是存在的，采用橡胶铅芯隔震方案有利于降低桥梁的地震作用。华阳特大桥主桥的结构方案是：每个桥墩上设置两幅箱梁，每幅箱梁下设一个支座，据初步计算每个支座的承载力需达到80000kN以上。这样大型的橡胶铅芯隔震支座目前国内外还无厂家生产，也尚无指导性的资料可以借鉴。因此，有必要针对该支座进行专题研究。通过本项目的研究，在确保各种运营工况

3、下桥梁的安全度、舒适度的前提下，用隔震技术降低地震响应，从而增强桥梁的抗震性能，同时促进我国大型橡胶铅芯隔震支座的研发水平和工程应用进程。因此，具有重要的理论意义和经济价值。二、项目前期科研及工作基础1、国内外研究现状分析与评价隔震技术可以有效地减轻地震灾害，因此在国外得到了较广泛的应用。1973年以来，新西兰有48座公路桥和1座铁路桥采用了隔震技术，其中包括4座用隔震系统来加固提高抗震性能的桥梁。意大利也是世界上较早在桥梁上应用隔震技术的国家，从1974年以来，该国已建成了150多座隔震桥梁。美国第一次将隔震技术用在桥梁上是在1984年，是对SierraPoint

4、Bridge进行抗震加固。而美国第一座采用隔震技术新建的隔震桥梁是Sexton桥，因为该处的地基条件较差，在桥台处布置20个铅芯橡胶支座，桥墩上布置20个无铅芯的橡胶支座，目的是尽量减轻作用在桥墩上的地震荷载[1]。目前美国已有100多座桥采用了隔震技术，其中包括对既有桥梁的加固。在日本，第一座建成的隔震桥梁是静岗县横跨Keta河的宫川大桥，为32.85＋39.0＋32.85m三跨连续钢桁架桥，使用铅芯橡胶支座隔震，完成于1991年。在阪神地震后，日本采用隔震技术的桥梁日益增多。由上可见，各国桥梁隔震设计中最常用的是铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座，且通常安装在桥梁上部

5、结构与桥墩或桥台之间。从2003年以来，隔震技术也已在我国的一些桥梁上开始了应用，特别是华中科技大学与武汉臣基工程科技有限公司合作在国内的十多座桥梁上采用了该项技术，如澳凼三桥的引桥、西藏林芝大桥、拉萨柳悟大桥等、东莞市东江大桥引桥、新疆果子沟大桥、福州市鼓山大桥、广东省南澳大桥等，该项技术已于2009年获湖北省科技进步一等奖。但总体来说我国隔震技术在桥梁上的应用时间还不长，试验工程还不多，目前的桥梁隔震分析设计方法以及橡胶铅芯支座基本上都是沿用建筑隔震的。然而桥梁隔震与建筑隔震是有很多不同点的，因此需要对桥梁隔震的计算分析方法进行深入的研究，特别是用于本桥的大型隔

6、震支座还需进行详细的理论与试验研究。2、工作基础为进一步加强校企合作，全力推动隔震技术在我国桥梁和建筑领域得到更加广泛的应用，在双方长达8年合作的基础上，以华中科技大学的工程结构隔震减振研究团队为研发核心，武汉臣基工程科技有限公司和华中科技大学联合成立了武汉臣基华科减隔震技术应用研究所。武汉臣基华科减隔震技术应用研究所的工程结构隔震减振研究团队在近几年的工作中，主要从事工程结构的隔震与减振、高耸结构的风振控制、大型结构的有限元分析以及输电塔-线体系风振响应与控制等方面的理论与试验研究，特别在桥梁隔震方面积累了丰富的工程经验。近几年来主持完成的科研项目有：国家自然科学

7、基金项目“智能型隔震器的理论与实验研究”、中铁大桥局勘测设计院“澳门澳凼第三大桥主桥（斜拉桥）抗震、抗风分析”、交通部项目“沪蓉国道宜恩段四渡河深切峡谷悬索动力非线性仿真研究”、西部课题“沪蓉国道主干线宜昌至恩施段龙潭河特大桥超高墩专题研究”、国家“十一五重大工程”晋东南～南阳～荆门1000kV输电线路和云南至广东±800千伏特高压直流输电线路专题研究“导地线微风振动分析与对策”、“输电塔风振控制研究”、国家电网公司特高压架空输电线路大跨越工程综合技术研究子课题“大跨越导地线微风振动控制研究”等三十余项。在国内外重要科期刊上发表研究论文100多篇。已作的相关研究