橋梁減隔震技術(shù)發(fā)展研究論文-文庫吧資料
2024-11-10 23:51本頁面
【正文】 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(dá)到 0． 17～ 0． 18。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(dá)到 0． 05～ 0． 07，因此一般需與阻尼機(jī)構(gòu)一起使用。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。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(yīng) , 在減震耗能技術(shù)上已經(jīng)具有一定的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)。 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 。目前國內(nèi)采用的減隔震技術(shù)，大致集中在以下兩類：一類是利用延長結(jié)構(gòu)周期，同時(shí)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(dòng)摩擦支座等；另一類是利用耗能裝置來消耗地震能量，達(dá)到改善橋梁結(jié)構(gòu)局部關(guān)鍵部位的抗震性能，如粘滯阻尼器。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(dòng)控制技術(shù)。減隔震技術(shù)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(yùn)動(dòng)或支座運(yùn)動(dòng)分離開來，大大減少傳遞到上部結(jié)構(gòu)的地震力和能量。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。 該 減震方法是通過在結(jié)構(gòu)物 的某些部位增設(shè)耗能 (阻尼 )減震器或耗能組件，以減小地震反應(yīng)，是一種正在興起的新減震方案。隔震方法在美國、日本、臺灣已有成功工程實(shí)例，如美國鹽湖城大廈、洛杉磯政府大樓及 13本的辦公樓、機(jī)場等均采用該方法，隔震效果十分明顯。該方法不足之處是盡管適當(dāng)選擇塑性鉸的位置和仔細(xì)設(shè)計(jì)構(gòu)件的細(xì)部構(gòu)造可以確保結(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，而且需耗費(fèi)大量的鋼筋水泥等原材料，且占用空間面積大，施工進(jìn)展慢，需大量的人力及物力。 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。 3 橋梁減震隔振的措施 地震對人類的危害性是無法估量的。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。這是工程抗震發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑，抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)從“力”的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到結(jié)構(gòu)物整體抗震性能的設(shè)計(jì)。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。這種方法被加州 交通局 Caltrans 抗震設(shè) 計(jì)準(zhǔn)則 [121 所采用。 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。 20 世紀(jì) 60 年代，以Newmark 為首的研究者們提出用“延性 ” 一這個(gè)簡單概念來概括結(jié)構(gòu)物超過彈性階段的抗震能力，延性大小是結(jié)構(gòu)物抗震能力強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。過去，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，為目前國內(nèi)外主要規(guī)范所采用，如美國的 AASHTO 規(guī)范、歐洲的 EUROCODE8 規(guī)范以及我國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。國外在橋梁的減隔震方面具有大量的研究成果 ,減隔震裝置在歷次大地震中也經(jīng)受了考驗(yàn)。 但 在建筑方面的減隔震技術(shù)發(fā)展得要快一些，國內(nèi)已有一些建筑采用了減隔震技術(shù)。自 20 世紀(jì) 60 年代以來，我國著手對已有建筑物抗震措施技術(shù)和方法進(jìn)行研究，并取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。為了減少伸縮縫的使用以改善運(yùn)營狀況，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，最長一聯(lián)的長度已達(dá)到 910 m。值得注意的是，在日本．減隔震技術(shù)很少用于簡支梁橋，多用于連續(xù)粱橋。 從各國的橋梁減震應(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)與橋墩或橋臺之間。該橋共 5 跨，每跨 20 m，采用預(yù)制 u 型梁、現(xiàn)澆橋面板以及圓柱形單墩，每跨端部均采用鉛芯橡膠支撐。因樁帽剛度相對較大，估計(jì)搖擺提升機(jī)構(gòu)自身的阻尼很低，所以搖擺提升過程中的滯回阻尼效果相當(dāng)明顯。墩柱搖擺提升及相應(yīng)橋臺面橫向位移的范同用扭轉(zhuǎn)
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