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哪些桥梁支座可以用到桥梁抗震工程中

桥梁橡胶支座  2020/7/17 2:06:44  9817
内容摘要:在桥梁设计中,一般对桥梁上部、下部等主体工程都十分重视,而对于连接上部与下部的支座却经常疏忽。一般只是套用一种支座规格,或按现有的设置方式照搬。其实,该部位的设计是否得当,对于支座受力、施工难易都起到...

在桥梁设计中,一般对桥梁上部、下部等主体工程都十分重视,而对于连接上部与下部的支座却经常疏忽。一般只是套用一种支座规格,或按现有的设置方式照搬。其实,该部位的设计是否得当,对于支座受力、施工难易都起到很大的作用,应引起设计者的重视。

1、桥梁常用减隔震支座

1.1滑动摩擦体系

1.1.1聚四氟乙烯桥梁支座

聚四氟乙烯支座的摩擦系数不仅与接触面的材料特性有关, 还与接触面的压强、滑动速度等因素有关,并由此建立了不锈钢与聚四氟板间的摩擦系数求解公式。实际支座在桥梁体系中的摩擦系数,一般只能通过测量不同压强和不同滑动速度下的摩擦系数近似确定。

1.1.2摩擦锤桥梁支座 FPS

摩擦锤桥梁支座的工作原理类似一个单摆:中间层滑块由高强的抗压材料构成,滑块的滑动面在下部结构发生地震位移时,由于上部结构的重力及圆弧形的下底板滑动面设计,总能产生指向平衡位置的回复力,同时在整个地震过程中滑块和滑动面之间通过摩擦耗散能量。另一方面,由于滑块的转动面与上盖板的关节接触方式,上部结构总能保持水平状态。这种支座物理意义明确、设计思路简洁,目前应用较广。

1.2橡胶类减震体系

1.2.1叠层橡胶桥梁支座

叠层橡胶支座由薄板橡胶和薄钢板交替结合而成,钢板对橡胶板的横向变形产生约束,因而增加了橡胶竖向刚度,又由于分层设置的原因,叠层橡胶支座可以发生较大的水平变形,增加了结构系统的柔性,提高周期,达到减震的目的。

1.2.2铅芯橡胶支座

在支座的中心处灌入铅棒可提高支座的早期刚度,对于控制风反应和抵抗地基的微振动有利。另一方面,由于铅棒的屈服强度较低,同时在弹塑性变形条件下有较好的抗疲劳性能,因而具有很强的耗能能力。虽然,铅芯支座结合了叠层橡胶支座和铅阻尼器的特点,在地震激励下具有较小的水平刚度和较大的阻尼特性,但是相当数量的应用实例表明,低频特性的小振幅地震激励可能会使铅芯支座体系的地震反应放大。另外,对墩柱较柔的桥梁,其隔震效果也不是很好。

桥梁支座

2、铅芯橡胶桥梁支座在南京迈通桥减隔震中的应用

2.1工程简介

南京迈通桥上部结构采用预制混凝土T梁,桥跨不止为4х20m。下部结构桥台采用重力式桥台,桥墩采用双圆柱墩,且采用桩基础。桥墩截面纵向钢筋采用H R B335钢筋、箍筋直径为ф13,受力主筋保护层厚度为5cm。

2.2模型设置

2.2.1减隔震支座参数

本桥梁采用J4Q350*350*137和J4Q450*530*177两种型号的铅芯隔震橡胶支座,前者主要安置于桥墩两侧。

2.2.2有限元模型

本部分主要比较铅芯橡胶支座与板式橡胶桥梁支座的抗震性能。在两个模型中,桥台部分采用固结方式模拟T梁盖梁墩均采用梁单元进行模拟在有减隔震措施的桥梁模型中T梁与盖梁之间采用板式橡胶支座模拟而没有减隔震措施的模型中则是普通的板式橡胶支座桩均采用6自由度土弹簧进行模拟。

根据表格对2种类型桥梁支座的桥墩在顺桥向地震作用下内力进行比较,明显的看出使用铅芯橡胶的桥梁可以减小桩截面的剪力和弯矩。工况一形式的桥梁在顺桥向和横桥向地震作用下剪力要比工况二大20%,而弯矩顺桥和横桥方向则分别为30%和37%。

工况一形式支座的桥梁相比与工况二单桩截面在地震作用下顺桥向剪力增幅系数均为1.3,而2种方向的地震力导致弯矩增幅系数分别为1.41和1.56。铅芯橡胶支座对桩基截面的剪力弯矩的减小有很大的贡献,桩基截面减小的幅度与桥墩相似。

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