强震区大跨径混凝土梁桥合理抗震体系研究

该文以海南龙塘南渡江大桥为工程背景,建立该桥的三维有限元动力模型,首先介绍地震动输入的选取和有限元模型的建立,其次讨论摩擦摆式减隔震支座不同的设计参数(支座半径)对桥梁地震响应的影响,得出适合该桥的最优支座参数;最后对比分析常规约束体系、摩擦摆式支座减隔震体系及刚构桥体系3种不同约束结构下的桥梁地震响应。结果表明:在横向或纵向地震输入下,摩擦摆式支座可以有效降低地震内力响应,还能将实际的位移响应控制在合理范围内,证实了该体系对于该桥的有效性。     

摩擦摆减隔震支座在高烈度区高架桥的减震效果分析

该文介绍了摩擦摆式支座减隔震工作原理。该类支座减隔震性能主要影响参数为摩擦副的摩擦系数和球面等效曲率半径。为了研究高烈度区该类支座减隔震效果,通过对某高架桥一联3×30m预应力混凝土连续箱梁桥模型的计算分析,得出在不同参数组合下桥梁结构的地震响应,讨论了各参数对结构响应的影响规律,并对工程应用中选取较优的参数提出了建议,为高烈度区修建高架桥梁积累经验。     

连续梁桥钢阻尼滑板支座隔震性能试验研究

为研究钢阻尼滑板支座对连续梁桥的隔震效果,以某25m+25m连续梁桥为原型设计制作缩尺比为1∶5的模型,通过振动台试验研究钢阻尼滑板支座的隔震性能,分析不同地震波类型、输入方向和强度对钢阻尼滑板支座隔震效果的影响。结果表明:当地震波频率接近模型桥的自振频率时,钢阻尼滑板支座的隔震效果相对较差;地震波双向输入时模型桥的加速度和位移响应大于单向输入时的响应;地震波横向输入时模型桥的地震响应大于纵向输入时的响应;输入地震动强度越大,钢阻尼滑板支座的隔震效果越明显;加速度峰值3.82m/s2的地震波作用后,模型桥中墩出现微裂缝,但不影响桥梁的正常使用,钢阻尼滑板支座的隔震效果良好。     

多球面滑动摩擦隔震支座计算模型及其试验确认

为了满足近海高烈度区隔震桥梁支座大吨位、大位移和耐久性需求,开发出多球面滑动摩擦隔震支座,阐明了这种隔震支座的构造特点、工作机理和滑动机制,建立了其力-位移关系非线性恢复力模型,进而给出了各滑动面摩擦因数相等时支座的力-位移关系式,并对该支座的力学性能进行了试验研究,对其各摩擦面的滑动顺序机制和非线性恢复力模型进行了试验确认。结果表明：理论分析的支座滑动先后顺序与试验过程中观察到的完全一致,支座试验所得力-位移滞回曲线和理论分析结果十分吻合;此多球面滑动摩擦隔震支座具有良好的耗能能力和足够的水平位移,而且在不同强度的外部激励下表现出刚度和阻尼的自适应性能,适用于多水准地震动下基于性能的隔震桥梁抗震设计。     

可调高与减隔震支座在工程中的应用研究

支点高度测量误差、施工过程中出现"三条腿"现象以及软土地基不均匀沉降等原因,均会影响桥梁的线形平顺,且对桥梁整体的受力情况也会有一定程度的影响,通过布设高度可调支座可解决此类问题。该文简要介绍了现行国内外常用的调高支座方案。桥梁支座作为桥梁抗震的薄弱环节,当整体结构经受地震作用时,一旦上部结构传递的惯性力超过支座的强度,震害极为普遍,通过布设减隔震装置可以缓解地震对桥梁结构带来的危害。该文主要参考桥梁结构抗震相关内容,简要介绍铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和摩擦摆式隔震支座3种减隔震支座的结构类型及特点,开展了一种兼具可调高与减隔震性能新型支座的研究,设计了一种调高多级消能盆式橡胶支座。     

大跨度轨道交通桥梁抗震性能分析

为了解轨道约束作用和摩擦摆支座对轨道交通桥梁抗震性能的影响,以某大跨轨道交通桥梁[(85+135+85)m预应力混凝土连续梁]为背景,采用MIDAS Civil软件建立考虑轨道约束作用的线桥一体化有限元模型,选取承受惯性力最大的固定墩作为研究对象,研究轨道约束作用对桥梁抗震性能的影响和摩擦摆支座的减隔震效果,分析墩高对摩擦摆支座减隔震效果的影响。结果表明:考虑轨道约束作用后,桥梁的纵向自振频率有所提高,横向自振频率变化很小;考虑轨道约束作用时,固定墩的墩顶位移、墩底弯矩和墩底剪力比不考虑轨道约束作用时均明显增大;采用摩擦摆支座能显著降低固定墩的地震响应,摩擦摆支座具有良好的减隔震性能;摩擦摆支座的隔震效果随墩身高度的增加逐渐减小,摩擦摆支座适合在桥梁固定墩墩身刚度较大时采用。     

大跨钢桁梁桥拓宽改建工程抗震设计研究

为使拓宽改建后的钢桁梁桥结构体系满足现行的桥梁抗震规范要求,以拓宽改建后的松浦大桥主桥为例进行抗震设计研究。该桥主桥为两联(96+112)m连续钢桁梁桥,在拓宽改建后,上部结构自重明显增加,但下部基础因条件受限无法加固,考虑到该桥缺少必要的延性构件和震后的易修复性,宜采用减隔震设计。设计摩擦摆式减隔震支座和拉索减震支座2种减隔震方案,采用SAP 2000软件建立主桥有限元动力分析模型,研究2种方案的关键设计参数,并综合对比2种方案的减隔震效果。结果表明:摩擦摆式减隔震支座的减隔震效果较好、结构位移较小,但其受力复杂、安装制作繁琐且造价昂贵;拉索减震支座利用自由行程耗散能量,结构位移相对较大,但其受力简单、制作安装方便且易于更换,经济性能好。     

考虑边界非线性的高震区小箱梁桥地震响应分析

在考虑边界非线性及材料非线性的基础上,采用时程法分析了不同墩高形式下水平力分散型、高阻尼、铅芯橡胶及摩擦摆4种支座对小箱梁结构受力的影响。结果表明,铅芯橡胶与摩擦摆式减隔震支座能够有效降低地震作用下结构的纵横向响应。所得结论可为同类高震区桥梁设计提供参考。     

速度锁定型变曲率摩擦摆式支座实际工程应用分析

速度锁定型变曲率摩擦摆式支座通过在分离式变曲率摩擦摆支座上安装速度锁定器,来控制支座在桥梁正常使用和不同水准地震状态下不同的工作方式,合理控制桥梁结构在E1、E2地震作用下的抗震体系,切实提高桥梁抗震性能,节约工程造价。     

基于摩擦摆式支座的波形钢腹板PC刚构-连续组合梁抗震性能分析

以某黄河大桥为例介绍了基于摩擦摆式支座的波形钢腹板PC刚构—连续组合梁桥的抗震特性。分析对比了采用摩擦摆式支座和普通支座在动力特性、力学性能和位移响应的区别,得出采用摩擦摆式支座具有较优的抗震性能,为同类型桥梁抗震设计提供了借鉴和参考。     

西南地震区高墩装配式T梁桥支座设计研究

针对西南地震区高墩装配式T梁桥的支座选取,建立空间动力分析有限元模型,采用非线性时程波分析方法,对比研究板式橡胶支座方案、盆式支座方案和双曲面摩擦摆式减隔震支座方案随墩高变化时结构的响应规律。结果表明:板式橡胶支座方案适用性较强;墩高较矮时不建议采用盆式支座方案;地震烈度较高时,双曲面摩擦摆式减隔震支座方案可行。     

摩擦摆减隔震支座在市政桥梁中的应用

简要介绍了目前常用的几种减隔震支座,并阐述了摩擦摆减隔震支座的优势特点及工作原理。通过对某座市政桥梁的的抗震分析计算,对摩擦摆减隔震支座的减隔震性能进行探讨分析。     

基于能力需求比法的矮墩大跨度PC连续梁桥延性和减隔震设计评价

针对墩身刚度差异明显的大跨度连续梁桥合理抗震体系选择的问题,以一座跨径布置为(90+150+90)m的矮墩变截面PC连续梁桥为工程背景进行分析.对比分析了在E2地震下采用延性抗震体系和利用摩擦摆支座的减隔震体系下桥梁关键构件的地震响应,然后运用能力需求比法对两种抗震设计下桥梁安全状态进行评价.结果 表明:采用延性抗震体系,制动墩承担较大地震力,桥墩虽保持弹性,但桩基和支座破坏,桥梁处于危险状态;利用摩擦摆减隔震支座进行减隔震设计,各墩地震水平力分担均匀且地震水平力有效减小,墩柱处于弹性状态,桩基和支座完好,桥梁处于安全状态.对于墩身高度矮,墩身刚度差异显著的大跨度PC连续梁桥,设置摩擦摆减隔震支座,可以改善结构抗震性能,满足桥梁在地震作用下的性能目标.     

连续梁桥摩擦摆支座参数分析与优化

为实现用于连续梁桥的摩擦摆支座隔震性能的最优化,以位于高烈度区的(48+66+48)m三跨预应力混凝土连续箱梁桥——西安太白大桥为背景进行研究。应用非线性动力时程分析方法计算该桥在不同摩擦摆支座参数组合下的隔震效果,研究支座参数对隔震效果的影响;在此基础上,基于模糊逻辑控制理论,引入摩擦摆支座综合隔震性能指标,对支座参数进行优化分析。结果表明,摩擦摆支座弯矩隔震效果明显,位移隔震效果分歧较大;通过模糊逻辑控制方法,可实现弯矩、位移隔震效果的平衡;为实现摩擦摆支座隔震性能最优化,摩擦系数需控制在0.06~0.10。     

长大桥梁减隔震支座关键技术介绍

介绍了双曲面球型减隔震支座的结构、特点、关键技术以及应用情况.双曲面球型减隔震支座主要由上座板、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、抗剪螺栓及防尘密封裙等几部分组成.双曲面球型减隔震支座的减隔震原理是,当地震发生且横向力超过给定值时,抗剪螺栓被剪断,支座的横向限位约束被解除,大半径球面摩擦副横向即可自由滑动,从而地震产生的能量在动能和势能之间反复转换.同时,在滑移的过程中,摩擦阻力逐渐消耗地震能量.这样,延长了地震周期,达到减震的效果.而势能又可形成恢复力,使支座复位.     

组合梁桥摩擦摆支座减隔震性能研究

为了研究摩擦摆支座对桥梁减隔震的贡献，以某钢—混组合箱梁桥为研究对象，对比分析桥墩和桩基在普通板式橡胶支座和摩擦摆支座支撑下的抗震性能。结果表明，采用普通板式橡胶支座时，桥墩截面的能需比低至0.37,桩基截面的能需比低至0.24,抗震性能严重不足。将橡胶支座替换为摩擦摆减隔震支座后，构件截面的能需比有了显著提升，其中墩柱各截面的能需比为1.26～9.48,桩基截面的能需比为2.24～3.66,桥墩和桩基的抗震性能都得到了明显改善。     

大跨连续梁桥不同支座体系地震响应对比及参数研究

为解决大跨连续梁桥在不同支座体系下的地震响应及阻尼器参数对主梁位移的影响,以某座大跨(70+110+70)m连续梁桥为例,分别采用盆式支座、摩擦摆减隔震支座和摩擦摆减隔震支座+阻尼器支座体系,通过有限元软件Sap2000模拟分析桥梁在地震作用下的特性。结果表明:1)在地震作用下,采用摩擦摆减隔震支座体系能有效降低桥墩的地震响应;2)在摩擦摆减隔震支座增设阻尼器可减小主梁位移,但桥墩内力随之增大;3)阻尼器的参数应依桥梁的特性合理选用。     

新型铰轴钢支座力学性能的试验研究

设计出特殊的加载装置,对新型铰轴钢支座的滑板滑动性能及铰轴转动性能进行测试,得到了滑板滑动摩擦系数和铰轴转动摩擦系数随钢支座承载力变化规律。使用压力传感器测试聚四氟乙烯滑板的压力分布,并使用应变片测试钢支座的应力状态,试验结果表明钢支座设计符合规范要求。     

退役支座损伤状态检测评估与力学性能试验研究

随着运营时间的增加,现役大桥结构的约束体系,尤其是支座系统面临着日益严峻的退役挑战。以某长大跨桥梁为例,开展退役支座的损伤状态检测评估,并通过力学性能试验深入探讨退役支座的剩余性能。研究结果表明,退役支座的主要退化损伤为支座滑板发生严重磨耗,导致支座的摩擦性能与原设计情况大相径庭,桥梁原来的约束体系发生变化,显著增大了桥梁结构面临的风险。     

考虑摩擦滑移的普通板式橡胶支座剪切性能研究

普通板式橡胶支座作为中国量大面广的公路钢筋混凝土梁桥结构体系中的重要支承构件,其力学性能对局部和整体结构的刚度分布和受力变形特点具有一定的影响,甚至影响服役公路桥梁结构的安全性和适应性。因此,针对桥梁服役过程中该类支座普遍存在的滑移、脱空等典型病害特征,研究其不同受力状态下的剪切性能。考虑支座界面接触方式、几何尺寸等参数,设计并进行了6个普通板式橡胶支座的剪切性能试验。对不同参数影响下支座的损伤破坏模式、剪应变-剪应力曲线、支座有效剪切应变及抗剪刚度等参数进行对比分析。进一步应用有限元数值模拟方法,对摩擦滑移下的支座剪切性能进行参数分析,并将其有限元分析结果与普通板式橡胶支座的剪切性能试验结果进行对比。研究结果表明,支座上、下表面的接触摩擦条件可明显影响支座的水平侧移和抗侧力。对于界面摩擦因数较小的情况,卸载后支座摩擦滑动位移不能完全恢复,随着循环加载次数的增加,摩擦滑动位移增幅增大,且支座界面摩擦滑移可降低支座有效剪切变形和抗剪刚度的发挥。0.5,0.7,1.0等效剪切变形下支座的抗剪刚度试验结果、模拟结果与理论计算结果对比表明,试验结果与模拟结果吻合较好,而既有抗剪刚度理论计算结果偏大,且未考虑支座界面摩擦滑移、脱空的影响。因此,在进行实际桥梁结构的力学性能计算时,应考虑不同受力阶段支座力学性能指标的取值。