橋梁減隔震技術(shù)發(fā)展研究論文-wenkub
2022-11-13 23:51:40 本頁(yè)面
【正文】 于能量設(shè)計(jì)以及能力抗震設(shè)計(jì)方法。 我國(guó) 減隔震技術(shù) 的應(yīng)用還很少，只有很少數(shù)的幾座橋采用了減隔震支座，如汕頭海灣二橋、南京跨線橋等。在對(duì)簡(jiǎn)支梁橋進(jìn)行加固時(shí)，通常先將簡(jiǎn)支橋面板連續(xù)化，再引人減隔震支承。為防止水平滑移，隔震裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)有效高度為 20 mln 的約束環(huán)， 然而實(shí)際西端橋臺(tái)上環(huán)形約束的有效 ， 高度僅為 5 mm，由于結(jié)構(gòu)的這個(gè)缺陷，橋臺(tái)的 1 個(gè)支座在地震中失效，從而導(dǎo)致橋梁發(fā)生中等程度的破壞。搖擺提升作用對(duì)這座橋減輕地震荷載是非常有效的，因?yàn)檫@座橋的重心很高，因此非隔震設(shè)計(jì)主要為墩腳處的傾覆力矩所控制。新西蘭第 l 座隔震橋是 Mout Bridge，建于 1973 年， 170 m 長(zhǎng)的鋼桁架橋面，由鋼筋混凝土薄腹橋墩支承。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是依靠增加結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度、變形能力來(lái)抗震的，盡管通過(guò)適當(dāng)選擇塑性鉸位置和細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)可以防止結(jié)構(gòu)的倒塌，但結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷是不可避免的。盡管適當(dāng)選擇塑性鉸的位置和仔細(xì)設(shè)計(jì)構(gòu)件的細(xì)部結(jié)構(gòu)可以確保結(jié)構(gòu)的整體性和防止結(jié)構(gòu)倒塌的發(fā)生，但結(jié)構(gòu)受迫振動(dòng)及構(gòu)件的損傷是不可避免的。 (200 字內(nèi) ) 關(guān)鍵詞 ： ； ； ； (4~6 個(gè) ) 1 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展 ，對(duì)地震機(jī)制、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的研究和認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，抗震理論和抗震措施不斷取得新的突破。為了更有效地保護(hù)建筑及結(jié)構(gòu)等不受損壞， 19 實(shí)際末、 20 世紀(jì)初產(chǎn)生了減震、隔 震技術(shù)。因此隔震結(jié)構(gòu)及建筑物比傳統(tǒng)的非隔震建筑物 具有更高的安全性。與延性抗震設(shè)計(jì)相比，減隔震設(shè)計(jì)可以減小橋墩所受內(nèi)力從而保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)免受地震破壞，提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，避免橋墩破壞后修復(fù)困難。上部結(jié)構(gòu)采用滑動(dòng)支承隔震，隔震系統(tǒng)的阻尼由 u 型鋼彎曲梁提供。因樁帽剛度相對(duì)較大，估計(jì)搖擺提升機(jī)構(gòu)自身的阻尼很低，所以搖擺提升過(guò)程中的滯回阻尼效果相當(dāng)明顯。 從各國(guó)的橋梁減震應(yīng)用情況看，除意大利外，橋梁減隔震設(shè)計(jì)中最常采用的是鉛芯橡膠支承，高阻尼橡膠支承，且通常安裝在橋梁上部結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺(tái)之間。為了減少伸縮縫的使用以改善運(yùn)營(yíng)狀況，同時(shí)提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，還在許多超多跨連續(xù)梁橋中使用了減隔震支承，最長(zhǎng)一聯(lián)的長(zhǎng)度已達(dá)到 910 m。 但 在建筑方面的減隔震技術(shù)發(fā)展得要快一些，國(guó)內(nèi)已有一些建筑采用了減隔震技術(shù)。過(guò)去，大多數(shù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是依據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，基于強(qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)方法首先是根據(jù)反應(yīng)譜或等效靜力法考慮綜合影響系數(shù)或反應(yīng)修正系數(shù)計(jì)算地震作用效應(yīng)，然后根據(jù)地震作用效應(yīng)檢算或設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，為目前國(guó)內(nèi)外主要規(guī)范所采用，如美國(guó)的 AASHTO 規(guī)范、歐洲的 EUROCODE8 規(guī)范以及我國(guó)的公路和鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都是采用基于強(qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)方法。 20 世紀(jì) 70 年代初，以 Park R 和 Paulay T為首的新西蘭學(xué)者在總結(jié)震害教訓(xùn)和試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，提出了延性抗震設(shè)計(jì)理論，以及能力設(shè)計(jì)方法。出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，在確保生命安全的前提條件下，容許工程結(jié)構(gòu)在遇到破壞性地震時(shí)有一定程度的破壞。此外，一些學(xué)者還提出基于能量的設(shè)計(jì)方法，該方法是以輸入結(jié)構(gòu)的能量為設(shè)計(jì)依據(jù)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能夠吸收從地面輸入的能量而不致破壞。 12汶川大地震中橋梁震害看，支座損害是最普遍和主要的問(wèn)題， 從支座隔震、減震耗能和易于更換入手，并與結(jié)構(gòu)抗震分析相結(jié)合是最直接和經(jīng)濟(jì)有效的抗震減震方法。隔震方法在美國(guó)、日本、臺(tái)灣已有成功工程實(shí)例，如美國(guó)鹽湖城大廈、洛杉磯政府大樓及 13本的辦公樓、機(jī)場(chǎng)等均采用該方法，隔震效果十分明顯。阻尼是結(jié)構(gòu)振動(dòng)衰減的根本原因，故增大了結(jié)構(gòu)阻尼比是采用耗能結(jié)構(gòu)的主要特征。從性質(zhì)上說(shuō)，減隔震方法也是結(jié)構(gòu)控制方法中的一種，屬于被動(dòng)控制技術(shù)。 常用的隔震支座包括 : 疊層橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座、滑動(dòng)摩擦支座等 。由于鋼板對(duì)橡膠板橫向變形產(chǎn)生約束，使其具有非常大的豎向剛度。高阻尼橡膠支座的形狀與板式橡膠支座相同，但其中的橡膠板是由高阻尼橡膠制成的，其阻尼大小由橡膠中加入的石墨量來(lái)調(diào)整，通?？墒?阻尼比達(dá)到 0． 17～ 0． 18。由于可以通過(guò)調(diào)節(jié)鉛芯的直徑或截面積來(lái)選定阻尼，因而支座的設(shè)計(jì)有較太的靈活性。同時(shí)鉛芯的存在又增加了支座的早期剛度， 對(duì)控制風(fēng)反應(yīng)和抵抗地基的微振動(dòng) 有利。（ 2）隨著鉛芯橡膠支座剛度的增加，墩頂位移增大，梁體的位移減小。因此選取鉛芯橡膠支座屈服強(qiáng)度時(shí)存在優(yōu)化問(wèn)題，應(yīng)使墩頂位移增大不多的情況下，梁體位移降低較多。使結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定；當(dāng)?shù)孛姹謩?lì)超過(guò)某一限度即超過(guò)最大靜摩擦力時(shí)，滑動(dòng)面開始滑移，發(fā)揮隔震作用。其優(yōu)點(diǎn)是受
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