橋梁減隔震技術發(fā)展研究論文(編輯修改稿)
2024-12-08 23:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 件的損傷是不可避免的，而且需耗費大量的鋼筋水泥等原材料，且占用空間面積大，施工進展慢，需大量的人力及物力。 該方法是通過隔震產(chǎn)品將地震變形集中到隔震產(chǎn)品上，從而達到減少結(jié)構(gòu)地震反應的目的，限制能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞，提高建筑物抗震的安全度。隔震方法在美國、日本、臺灣已有成功工程實例，如美國鹽湖城大廈、洛杉磯政府大樓及 13本的辦公樓、機場等均采用該方法，隔震效果十分明顯。隔震橋梁比傳統(tǒng)的非隔震橋梁具有更高的安全性。 該 減震方法是通過在結(jié)構(gòu)物 的某些部位增設耗能 (阻尼 )減震器或耗能組件，以減小地震反應，是一種正在興起的新減震方案。此方法主要是依賴增加結(jié)構(gòu)的能量耗散能力，而不是依靠增加結(jié)構(gòu)的剛度和延性來加固結(jié)構(gòu)，換句話說，地震輸入到結(jié)構(gòu)中的能量通過由耗能器組成的非承重構(gòu)件耗散掉，而不是由結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的屈服或破壞吸收掉。阻尼是結(jié)構(gòu)振動衰減的根本原因，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。 為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，國內(nèi)外科研人員通過研究提出了許多新的抗震技術，主要包括減隔震技術、被動控制技術、主動控制技術及混合控制技術等。減隔震技術是指通過 采用減隔震裝置來盡可能地將結(jié)構(gòu)或部件與可能引起破壞的地震地面運動或支座運動分離開來，大大減少傳遞到上部結(jié)構(gòu)的地震力和能量。在滿足正常使用要求的情況下，這種分離或解藕是通過增加系統(tǒng)的柔性和提供適當?shù)淖枘醽韺崿F(xiàn)的。從性質(zhì)上說，減隔震方法也是結(jié)構(gòu)控制方法中的一種，屬于被動控制技術。通過這些新技術，尤其是減隔震技術在實際橋梁結(jié)構(gòu)中的應用，一方面提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能，另一方面降低了整個工程的造價。目前國內(nèi)采用的減隔震技術，大致集中在以下兩類：一類是利用延長結(jié)構(gòu)周期，同時采用消耗地震能量的隔震裝置來提高結(jié)構(gòu)的抗震性能， 如鉛芯橡膠隔震支座、擺式滑動摩擦支座等；另一類是利用耗能裝置來消耗地震能量，達到改善橋梁結(jié)構(gòu)局部關鍵部位的抗震性能，如粘滯阻尼器。 4 橋梁減震隔振的裝置 橋梁 減震隔振的裝置一般 分為 疊層鋼板橡膠類隔震支座、滑動摩擦隔震支座和粘性體減震支座 等幾種類 型 。 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、滑動摩擦支座等 。 減震技術主要通過耗能裝置實現(xiàn) , 它能從根本上減小輸入橋梁結(jié)構(gòu)的地震能量 , 具有可靠性高、維護成本低的優(yōu)點 , 主要包括金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、液體粘滯阻尼器、 SMA 阻尼器等。我國在一些大跨橋梁結(jié)構(gòu)上也采用了減震、耗能裝置來降低結(jié)構(gòu)的地震響應 , 在減震耗能技術上已經(jīng)具有一定的研究和應用基礎。 疊層鋼板橡膠類隔震支座 疊層鋼板橡膠類支座 是 現(xiàn)在常用的減隔震支座 ，其中有 分層橡膠支座（板式橡膠支座）、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等幾種類 型 1)板式橡膠支座：是由薄橡膠板和薄鋼板交錯疊合并相互硫化粘結(jié)而成的產(chǎn)品。由于鋼板對橡膠板橫向變形產(chǎn)生約束，使其具有非常大的豎向剛度。同時鋼板又不影響橡膠板的剪切變形，保持了橡膠固有的柔韌性，使其具有比豎向剛度小得多的水平剛度，進而延長 橋梁結(jié)構(gòu)的水平自振周期，使支座具備豎向支承與水平隔震機構(gòu)的雙重功能。但由于它采用天然橡膠或氯丁橡膠，本身無明顯的阻尼性能，通常天然橡膠支座的阻尼比僅為 0． 以下，而氯丁橡膠支座的阻尼比也只能達到 0． 05～ 0． 07，因此一般需與阻尼機構(gòu)一起使用。 2)高阻尼橡膠支座：為了改善普通橡膠支座的阻尼特性，近年來世界各國致力于開發(fā)具有高阻尼的橡膠支座，例如高阻尼橡膠支座、鉛芯橡膠支座。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調(diào)整，通?？墒?阻尼比達到 0． 17～ 0． 18。但這種橡膠的性能尚不穩(wěn)定，還需進一步研究改進。 3)鉛芯橡膠支座：在板式橡膠支座的中部或中心周圍豎直地壓入純度為 99． 9％的鉛芯就形成了鉛芯橡膠支座。它吸收耗散振動能量的功能是通過鉛芯的剪切變形來實現(xiàn)的。由于可以通過調(diào)節(jié)鉛芯的直徑或截面積來選定阻尼，因而支座的設計有較太的靈活性。使用金屬鉛的原因是因為鉛在經(jīng)過冷變形后，可在常溫下再結(jié)晶 (15℃ )。在荷載反復作用下。鉛芯橡膠支座可以保持它的性能，具有良好的耐久性。同時鉛芯的存在又增加了支座的早期剛度， 對控制風反應和抵抗地基的微振動 有利。它可以單獨作為隔震系統(tǒng)使用。 鉛芯橡膠支座 具有以下的優(yōu)點： （ 1）與普通支座相比，采用板式橡膠支座和鉛芯橡膠支座可以使橋墩位移
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