浅议隔震技术在连续梁桥中应用

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1、浅议隔震技术在连续梁桥中应用　　摘要：减、隔震设计虽然有一定的局限性，但与传统的抗震设计方法相比，它能够从根本上减小结构的地震作用，有效提高结构在地震作用下的安全性。本文简要探讨了减隔震原理及其在连续梁桥中的应用和分析方法。关键词：隔震;减震;连续梁Abstract:thereductionofseismicisolationdesign,althoughtherearesomelimitations,butcomparedwiththetraditionaldesignmethod,itcanreducetheseismicstructurefundamentall

2、y,improvethesafetyofthestructureunderearthquake.Thispaperdiscussestheisolationprincipleandinthecontinuousbeambridgeandtheapplicationofanalysismethod.Keywords:isolation;vibration;continuousbeam中图分类号：U448.21+5文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）1桥梁隔震的概念、机理10传统抗震设计方法主要依靠结构自身的强度、延性、耗能能力抵抗地震作用，该方法容许很

3、大的地震力从地面传递给结构。而桥梁隔震设计的本质和目的就是将结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来。为达到这个目的，可通过引入隔震支座延长结构的基本周期，避开地震能量集中的范围，从而降低结构的地震力。但通过延长结构周期降低地震力，必然使结构位移增大（如图1-1所示），可能造成设计上的困难。此外，由于结构较柔，在正常使用荷载作用下结构可能发生有害振动。为了控制过大变形，可在结构中引入阻尼装置，增加结构的阻尼，从而减小结构位移（如图1-1所示）。此外，从图1-2可知，增加结构的阻尼还可同时降低结构的动力加速度。因此，桥梁的隔震系统应满足三个基本的功能，即：一定的柔度(

4、柔性支承)：用来延长结构周期，降低地震力；耗能能力(阻尼、耗能装置)：降低支承面处的相对变形，以便使位移在设计允许的范围内；一定的刚度、屈服力：在正常使用荷载下(如风，制动力等)结构不发生屈服和有害振动[1]。图1-1位移反应谱示意图1-2加速度反应谱示意2连续梁桥采用隔震技术的优越性和局限性分析表明，采用隔震技术后连续梁桥能够达到良好的减震效果[2-4]。绝大多数隔震桥梁是连续梁桥。10对于连续梁桥，在每联的纵向一般通过固定和可动铰支座设置一个固定墩和多个自由墩。如果在强震下允许固定墩上支座剪坏，虽然可以因此而减小固定墩所受的水平地震力,但由于剪坏后的固定铰支座和可

5、动铰支座不具有自恢复力,导致梁体的平衡位置在地震作用下会不断发生变化,梁体与墩台之间的相对位移很难控制。特别是当支座滑动面与上部结构接触面出现偶然倾斜时,梁体的平衡位置会沿倾斜方向越来越远离初始平衡位置,墩梁相对位移会越来越大。这种相对位移的累积不仅使震后支座有较大的残余位移,难于修复,而且相对位移过大可能导致落梁震害。虽然也可以在固定墩上设置抗震销或在纵向设置抗震挡块来加强固定盆式支座,强行保证其安全,但这样会使固定墩承受较大的地震力，产生较大的塑性变形,同样会给震后的修复工作带来巨大的困难。对于高墩连续梁桥，自由墩也会由于墩身较高而承受较大的地震作用。对于上述问题

6、，当条件允许采用隔震支座时就可以很好的解决。当隔震装置采用的是铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座时，已经改变了传统钢支座等提供的约束关系，它与传统的支座不同：不再是提供简单的“固定”、“可动”约束条件，而是弹性约束条件。这就使得设计人员可以通过控制这种弹性约束关系，改善整个桥梁下部结构的受力。在连续梁桥中使用隔震装置有以下一些好处：10通过设计隔震系统，可显著降低结构承受的地震作用，同时改善地震作用在下部结构各支座间的分布，以保护基础、桥墩、桥台等。对结构横向地震反应采用隔震，可以调节横向刚度，因而可改善结构的扭转平衡，所以还可全面降低地震力。当上部结构隔震段在平面图上又细

7、又长时，有时可以通过调节隔震支座的横向刚度使得下部结构的刚度近似相等，从而达到调节结构的响应使其尽可能均匀一致。上部结构隔震可用来减小或消除在设计水准地震下下部结构超出弹性范围的现象，在难以检查或修复的地方，如部分埋置的桥墩和它们的基础，可避免在这些部位发生严重的非弹性变形。采用隔震系统后，在同等造价情况下可获得比传统抗震设计高的抗震性能，如保护墩柱，降低其延性需求等。这些隔震支座在正常使用条件下，由温度、收缩、徐变等变形引起的抗力很小，这为城市高架桥梁中超多跨连续梁桥的采用，即减少伸缩缝的使用提供了可能，使连续梁桥一联的长度增加，伸缩缝的减少大大改