隔震结构设计

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1、桥梁结构隔震振动控制分析报告姓名：陶永亮专业：桥梁与隧道工程学号：21110186632011.06.07目录第一章设计资料11.1东涌大桥概况11.2技术标准11.3设计规范3第二章桥梁隔震设计42.1隔震结构基本原理42.2叠层橡胶隔震支座42.3叠层橡胶隔震支座选择与布置6第三章桥梁有限元计算模型83.1工程概况83.2桥梁类型83.3确定桥梁分析方法83.4地震作用参数9第四章模型分析结果114.1分析结果114.2时程工况下内力分析16第五章结论19第一章设计资料1.1东涌大桥概况本设计中采用广州

2、市番禺区东涌大桥工程的东涌大桥部分为例进行分析计算。东涌大桥横跨骝岗水道，单孔双向通航，通航等级V(3)级，全桥跨径总长650m，分为主桥和引桥两部分,主桥为65+100+65m的预应力砼连续箱梁，南、引桥均为7x30m的先简支后连续预应力小箱梁。1.2技术标准1）公路等级：二级公路(同时满足城市主干路I级)2）计算行车速度：60km/h3）桥梁设计荷载：公路-I级（兼城-A级）4）桥宽：主桥——上部采用双幅分离式，全宽25m＝0.5m（人行护栏）+3m（人行道）+8m（行车道）+0.5m（防撞栏）+1m（

3、分隔带）+0.5m（防撞栏）+8m（行车道）+3m（人行道）+0.5m（人行护栏）；引桥——上部采用分离式，全宽25m＝0.5m（人行护栏）+3m（人行道）+8m（行车道）+0.5m（防撞栏）+1m（分隔带）+0.5m（防撞栏）+8m（行车道）+3m（人行道）+0.5m（人行护栏）；5）坡度：车行道双向2%横坡，人行道1%横坡倾向车行道；南北岸桥面纵坡均为3.75%。6）平纵线型：平面：YZ点K1+821.64之前的北岸引桥部分位于JD2的圆曲线内，YZ点K1+821.64之后北岸引桥部分位于直线段；主桥和

4、南岸引桥均位于直线段。纵面：凸曲线半径R＝3000m，T＝112.5m，E＝2.109m。7）设计洪水频率：P＝1/100。8）通航净空及通航水位：主桥主跨100m跨越骝岗水道，通航等级V(3)，单孔双向通航，通航净高8m，净宽80m，侧高5.5m，上底宽72m；最高通航水位为黄海高程3.2m。9）地震基本烈度：VII度。10）坐标及高程系统：1954年北京坐标，1956年黄海高程。图1.1东涌大桥立面图（单位：cm）图1.2（a）A-A截面图（单位：cm）图1.2（b）B-B截面图（单位：cm）图1.2（

5、c）C-C截面图（单位：cm）1.3设计规范1)《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）。2)《公路路线设计规范》（JTJD20—2006）。3)《城市道路设计规范》（CJJ37—90）。4)《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）。5)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）。6)《城市桥梁设计准则》（CJJ11—93）。7)《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77—98）。8)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85）。9)《公路桥位勘察设计规范》（J

6、TJ062—91）。10)《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）。11)《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61—2005）。12)《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T4—2004）。第二章桥梁隔震设计2.1隔震结构基本原理在桥梁基础与上部结构之间设置隔震装置(或系统)形成隔震层，利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少桥梁的地震反应，实现地震时隔震层以上主体结构只发生微小的相对运动和变形，从而使桥梁在地震作用下不损坏或倒塌，这种抗震方法称之为桥梁基础隔震。隔震系统一般

7、由隔震器、阻尼器等所构成，它具有竖向刚度大、水平刚度小，能提供较大阻尼的特点。基础隔震的原理就是通过设置隔震装置系统形成隔震层，延长结构的周期，适当增加结构的阻尼，使结构的加速度反应大大减小，同时使结构的位移集中于隔震层，上部结构像刚体一样，自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态从而使桥梁不产生破坏或倒塌。2.2叠层橡胶隔震支座叠层橡胶支座是由薄橡胶板和薄钢板分层交替叠合，经高温高压硫化粘结而成，如图2.1所示。由于在橡胶层中加入若干块薄钢板，并且橡胶层与钢板紧密粘结，当橡胶支座承受竖向荷载时，橡胶层

8、的横向变形受到上下钢板的约束，使橡胶支座具有很大的竖向承载力和刚度。当橡胶支座承受水平荷载时，橡胶层的相对位移大大减小，使橡胶支座可达到很大的整体侧移而不致失稳，并且保持较小的水平刚度(竖向刚度的1／500～1／1000)。并且，由于橡胶层与中间钢板紧密粘结，橡胶层在竖向地震作用下还能承受一定拉力。因此，叠层橡胶支座是一种竖向刚度大，竖向承载力高，水平刚度较小、水平变形能力大的隔震装置。橡胶支座形状可分为圆形、方