双层连续梁桥等效线性化方法隔震分析_李黎
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net第25卷 第7期2008年7月 公 路 交 通 科 技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVol125 No17 Jul12008文章编号:1002Ο0268(2008)07Ο0043Ο06
收稿日期:2007Ο03Ο21作者简介:李黎(1956-),女,上海人,教授,研究方向为工程结构振动控制1(kongdeyi@1631com)双层连续梁桥等效线性化方法隔震分析李 黎,孔德怡,聂肃非,尹 鹏(华中科技大学,湖北 武汉 430074)摘要:为了在现行桥梁设计软件上进行连续梁桥的隔震分析,模拟铅芯橡胶隔震支座在地震、温度荷载作用下的非线性,研究了采用等效线性化方法进行桥梁隔震分析的步骤与精度。假设支座初始刚度,加载计算支座的相对位移,并得到支座水平刚度,经过反复迭代得到铅芯橡胶隔震支座的等效刚度。在此基础上将体系简化成线性系统按弹性方法进行计算,以安装了铅芯橡胶隔震支座的双层连续梁桥为例,分别计算等效模型和非线性模型在水平地震、均匀升温、横向风荷载和制动力作用下的响应,并讨论了等效线性化方法计算时的相关问题。与非线性分析结果比较,等效线性化法可以模拟水平地震和温度荷载作用下支座的非线性,结果满足桥梁工程的精度要求。隔震支座在横向风荷载和制动力荷载作用下一般不会屈服,使用第一刚度计算即可。关键词:桥梁工程;双层连续梁桥;等效线性模型;隔震;非线性时程分析中图分类号:U44215+5;U448121+5 文献标识码:AAnalysisofSeismicIsolationofDoubleDeckContinuousBridgeBasedonEquivalentLinearMethodLILi,KONGDeΟyi,NIESuΟfei,YINPeng(HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan Hubei 430074,China)Abstract:ToanalyseseismicisolationofcontinuousbridgewithleadΟrubberbearings(LRB)bycommonlyusedbridgeΟdesignsoftwareandsimulatethenonlinearityofLRBunderseismicandtemperatureloads,theprocessandprecisionofequivalentlinearmethodwerestudied1First,initialstiffnessofthebearingswassupposed,andtherelativedisplacementwascomputedonthespecialload1Basedontherelativedisplacementandtheshearingforceofbearings,horizontalstiffnesswasobtained1Andthentheequivalentlinearstiffnesswascomputedbyiterativemethod1Thenonlinearbridgewassimplifiedtoequivalentlinearsystembyelasticitymethods1TakeadoubledeckbridgewithLRBasanexample,thereactionsofequivalentlinearmodelandnonlinearmodelunderhorizontalseism,uniformtemperatureincrease,lateralwindloadsandbrakingforce,werecalculatedandanalyzedrespectively1Theformeriscomputedbyelasticitystaticsmethodsandthelatteriscomputedbynonlinearstaticsordynamicsmethods1Theforcesanddisplacementsofpierandgirderwereobtainedbytwoofthem1Meanwhile,aseriesofproblemsonequivalentlinearmethodwerediscussed,suchastheastringencyofequivalentlinearmodelandthesystemdampingratio1Comparedwithnonlinearmodel,equivalentlinearmodelmeetsbridgeengineeringrequirements,especiallyonseismicandtemperatureload1TheLRBareusuallynotyieldingonwindloadsandbrakingforce,andinthatcase,thefirststiffnessissuitableforbridgedesign1Keywords:bridgeengineering;doubledeckcontinuousbridge;equivalentlinearmodel;seismicisolation;nonlineartimeΟhistoryanalysis
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net0 引言桥梁作为生命线工程,其在地震作用下的安全性成为人们关心的头等大事。传统的桥梁抗震设计通常采取增强截面强度的方法抗震,这是不经济的。近年在国内出现的采用铅芯橡胶隔震支座(LRB)来降低桥梁地震响应的隔震技术为解决这个问题提供一种新的途径[1]。但是,国内设计院采用的桥梁设计软件通常不提供非线性的隔震支座单元,导致桥梁隔震计算至今未在设计人员中得到广泛掌握。本文以莞深高速东江大桥北岸一联三跨双层连续引桥为例,利用等效线性化方法对其进行隔震分析,并讨论涉及到的相关问题。算例采用等截面现浇预应力混凝土连续箱梁,双层墩,典型截面见图1,桥墩编号N1～N4(详见图2)。钻孔灌注桩基础。该联桥位于直线段,两端用分隔缝与其他部分隔开,跨度为30m+40m+30m,宽36m;墩高17176～19177m不等。一层箱梁通过支座搁在一层墩横梁上,二层箱梁与二层墩横梁整浇,墩横梁通过支座与墩柱相连。图1 双层墩截面图Fig11 Sectionofdoublepiers1 LRB力学模型与等效线性化方法步骤111 LRB力学模型桥梁隔震的方法是通过在桥墩与上部结构之间安装铅芯橡胶隔震支座,来达到延长结构周期,增大结构阻尼,减小桥墩内力的目的[2]。
铅芯橡胶隔震支座图2 N1～N4立面图Fig12 BridgeelevationbetweenN1andN4是由橡胶板和薄钢板堆叠经过热硫化而成,并在其中间竖直地灌入恰当直径的铅棒,当支座发生水平变形时候,整个铅芯由于被钢板约束而强迫发生剪切变形[3]。铅芯橡胶支座的力学性能主要取决于橡胶和铅的性质和组合性能。铅芯在压缩试验时的应力Ο应变曲线见图3(a)[4],在屈服前的弹性阶段,应力σ与应变ε成正比,比例常数就是弹性模量E;相应的剪应力与应变之间的关系为τ=Gγ,应力达到屈服强度后,铅芯的塑性段本构曲线接近水平(即斜率几乎为零)。橡胶材料具有不可压缩性,同时又具有较好的弹性,橡胶剪切试验时的应力Ο应变曲线见图3(b)[4]。图3 应力Ο应变曲线Fig13 StressΟstraincurveofleadandrubber图4 隔震支座应力Ο应变曲线 图5 理想双线性曲线Fig14 StressΟstraincurveofLRB Fig15 Idealbilinearcurve根据铅和橡胶材料的上述力学性能,可以认为,在一定的荷载范围之内,隔震支座在循环荷载作用下,铅芯发生理想弹塑性变形,而橡胶则是始终保持弹性变形。根据铅芯橡胶隔震支座剪压试验,其应力Ο应变关系如图4所示。由此可以将其简化成双线性滞回曲线[4],见图5,其中k1、k2为屈前、屈后刚度,Qy为屈服剪力。44 公 路 交 通 科 技 第25卷
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net使用有限元分析软件,可以较好地利用非线性单元来模拟隔震支座的双线性,然后进行非线性分析得到比较精确的解,但是,分析软件不提供与桥梁设计规范相兼容的接口,它的计算结果无法直接用于桥梁设计。与此同时,我国设计院绝大部分现行桥梁设计软件无法模拟隔震支座的非线性,这个矛盾导致工程设计人员无法利用现有的设计软件进行桥梁的隔震设计。因此,隔震技术要在桥梁工程中得到广泛应用,还需提供便于工程设计人员使用的、简单可靠的弹性计算方法。将隔震支座等效为线弹性后用弹性方法进行桥梁设计,不仅计算方法简单,还能与现有的普通桥梁抗震设计方法保持一致。112 隔震桥梁的等效线性化步骤等效线性化方法的关键是将隔震支座的双线性刚度(k1、k2)用一个等效的线性刚度(ke)代替,然后按弹性方法进行设计[5],其中等效刚度定义为支座剪力与支座水平位移的比值[6],示意图见图6,公式如下:ke=Qu=αΠα-1k2+1k1。(1)由式(1)可知,等效刚度与隔震装置的位移密切相关,而隔震装置的最大位移又与整个结构(包括隔震装置)的等效刚度有关。因此在用等效线性化方法进行隔震桥梁的计算时,ke的确定是个迭代过程[7]。以下利用文字和框图7以地震荷载为例简述迭代过程。图6 隔震支座等效刚度示意Fig16 EquivalentstiffnesscurveofLRB(1)根据静力计算,确定支座的设计轴力,由轴力确定隔震支座的型号,并对各型号支座分别拟定出一组k1、k2、Qy,假设ke=k
1
。
(2)将ke带入有限元程序进行地震反应谱计算,求出各个支座处的水平剪力Q。图7 等效刚度迭代框图Fig17 Flowchartofequivalentstiffnessiteration(3)比较Q与Qy,若某支座处的Q>Qy,则该支座屈服,按式(1)重新计算ke,同时,未屈服支座仍取ke=k1,然后重复步骤2。比较前后两次各个支座处剪力值,若相对误差小于5%,则取最后一迭代步的结果作为隔震桥梁在地震荷载作用下的结果;否则对屈服后支座重新计算ke,重复步骤2,直至相对误差小于5%。(4)若所有支座Q
城市与公路连续梁桥双向隔震设计方法和实例分析
城市与公路连续梁桥双向隔震设计方法和实例分析
于芳;何晓晖;代亮;王梦雨
【摘 要】为使桥梁设计者掌握桥梁隔震设计方法,详述了城市与公路连续梁桥隔震设计步骤,针对目前应用比较广泛的铅芯橡胶支座进行了设计细节的详述,并对设计方法的减震效果进行分析,按照本文设计方法设计的隔震桥梁的减震率最高可以达到87％.通过分析验证了设计方法的正确性和减震效果的有效性.
【期刊名称】《广东土木与建筑》
【年(卷),期】2019(026)006
【总页数】6页(P56-61)
【关键词】隔震设计;公路连续梁桥;铅芯橡胶支座;减震率
【作 者】于芳;何晓晖;代亮;王梦雨
【作者单位】深圳市市政设计研究院有限公司 深圳518029;深圳市市政设计研究院有限公司 深圳518029;深圳市市政设计研究院有限公司 深圳518029;深圳市市政设计研究院有限公司 深圳518029
【正文语种】中 文
【中图分类】TU352.1
0 引言
隔震技术主要应用于重要桥梁，隔震设计的目标是在多遇地震和设计地震作用下，除隔震支座外，结构其他构件响应均为弹性；在罕遇地震作用下，允许结构中桥墩发生有限的非弹性变形，但基本保持正常的使用功能。
铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、摩擦摆隔震支座目前在桥梁减隔震中应用较多，其中铅芯橡胶支座应用最为广泛［1-2］，国内的生产技术也比较稳定。针对于隔震桥梁的隔震设计方法，在国内还仅仅是个别高校或科研机构可以承担［3-6］。为使隔震技术能够被广大桥梁设计者所掌握，并将其应用于桥梁设计中，本文对基于反应谱法的桥梁减隔震设计方法进行了详细介绍。
1 桥梁隔震设计方法
隔震支座选择铅芯橡胶支座时，铅芯橡胶支座参数设计有两种方法［7］：①初步设定隔震支座的尺寸，进行桥梁结构的地震响应分析与隔震桥梁结构预期的地震响应分析结果的对比，判断是否达到设计要求，如达不到设计要求则需改变铅芯橡胶支座的尺寸，重新进行隔震桥梁结构的地震响应分析，直到满足设计要求；②根据桥梁结构的自振周期初步设定隔震周期和等效阻尼比，计算支座的设计参数，并进行罕遇地震作用下的校核，判断隔震支座设计是否满足设计要求，如不能满足设计要求，则对隔震周期进行调整，重新进行分析，直到满足设计要求为止。根据计算得到支座力学参数，确定铅芯橡胶支座的尺寸。
大跨度连续梁桥减、隔震设计与分析
第６期（总第１７０期） ２０ｌ ３年１ ２月 中圄寺盛ｚ
ＣＨＩＮＡ ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｎｏ ６（ＳｅｒｉａＩ Ｎｏ １ ７０） ＤｅＣ ２０１３
ＤＯＩ：１０．３９６９４．ｉｓｓｎ．１００４—４６５５．２０１３．０６．００６
大跨度连续梁桥减、隔震设计与分析
唐祖宁 ，聂志宏’，李建中
（１．上海市城市建设设计ｚ０ｔ－￣总院，上海２００１２５；２．同济大学桥梁工程系，上海２００（）９２）
摘要：以两港公路大治河桥为例，针对大跨度连续梁桥结构的特点，在对Ｅ型阻尼器滞回耗能性能研究的基础Ｌ， 采用Ｅ型阻尼器进行大跨度连续梁桥的减、隔震设计，并应用非线性时程方法研究了Ｅ型阻尼器的减震效果。结 果表明：Ｅ型阻尼器构造简单，能有效减小大跨度连续梁桥的地震反应。 关键词：大跨度；鱼脊连续梁桥；减隔震；Ｅ型弹塑性阻尼器 中图分类号：Ｕ４４８．２１ ５．２５５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１ ００４—４６５５（２０１ ３）０６—００２０—０３
１工程概述 大治河桥是上海两港公路重要桥梁工程，其
主桥跨径组合为９２ ｍ＋ｌ５８ ｍ＋９２ ｍ，桥梁横断面整
幅布置，并采用垂直梁格腹板系。鱼脊立墙高度 １．５０～２０．００ １１５１，按二次抛物线变化，以满足结构 受力要求。上部结构的主梁采用单箱多室箱梁横断
面，梁高３．５ ｍ，挑臂长４．０ ｍ。图Ｉ为主桥总体布置。
大治河桥６号墩采用固定支座，其他桥墩采
４７ ９２ １５８ ９２ Ｉ ／ 伸缩缝 小箱梁 稠一 凝土叠合梁 伸缩缝 ／ 。＼＼ ＼＼｜ Ｉ ／ ／ ｆ ］ Ｉ Ｉ … ！ ‘ ‘≥ｌＩ】．２ … ｌ ｌ 。 硼 Ｉ ｌ－一—— ｌ＿Ⅱ 。“】规划河口宽 ０５ｈ ２６．５。１” １
１ ５００ｍｍ钻孑Ｌ 西１ ５００ ｍｍ钻 ｌ ５００ ｍｍ钻 ＿＿ 西１ ５００ｍｍ钻
．１ ㈣ Ｉ灌注桩 孔灌注桩 孔灌注桩 一 孔灌注桩 一 ｌ杆Ｆ＋ ＝７４ －＂７Ａ 柿 ＝７４ 桩长＝７４
减隔震支座及黏滞阻尼器减震效果分析研究
３４ ２０２１年８月第１２卷第４期高 速 铁 路 技 术ＨＩＧＨＳＰＥＥＤＲＡＩＬＷＡＹＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＮｏ．４，Ｖｏｌ．１２Ａｕｇ．２０２１
收稿日期：２０２０１０２７作者简介：李晓波（１９９２），男，工程师。基金项目：中国铁路设计集团有限公司科技开发课题（２０２０ＹＹ３４０６４１）引文格式：李晓波．减隔震支座及黏滞阻尼器减震效果分析研究［Ｊ］．高速铁路技术，２０２１，１２（４）：３４－３８．ＬＩＸｉａｏｂｏ．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＤａｍｐｉｎｇＥｆｆｅｃｔｏｆＳｅｉｓｍｉｃＭｉｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄＩｓｏｌａｔｉｏｎＢｅａｒｉｎｇｓａｎｄＦｌｕｉｄＶｉｓｃｏｕｓＤａｍｐｅｒｓ［Ｊ］．ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１，１２（４）：３４－３８．文章编号：１６７４—８２４７（２０２１）０４—００３４—０５ＤＯＩ：１０．１２０９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８２４７．２０２１．０４．００７
减隔震支座及黏滞阻尼器减震效果分析研究
李晓波
（中国铁路设计集团有限公司， 天津３００３０８）
摘 要：本文基于高烈度震区某（７２＋１２８＋７２）ｍ大跨连续梁桥，采用非线性时程分析方法，研究了铁路连续梁常用双曲面球型减隔震支座的减震效果及减震机理，并采用黏滞阻尼器控制结构过大的地震位移响应。结果表明：（１）双曲面球型减隔震支座均可大幅减小结构地震内力响应，纵桥向墩底弯矩减震率在９０％左右，横桥向墩底弯矩减震率在８５％左右，墩梁相对位移呈非线性增大趋势；（２）在不影响双曲面球型减隔震支座减震效果的情况下，黏滞阻尼器可有效控制墩梁相对位移，但当地震高烈度较高且场地类别较差时，建议适当增大位移限值。研究结果为高速铁路大跨连续梁桥减隔震设计提供了依据。关键词：大跨度连续梁桥；双曲面球型减隔震支座；黏滞阻尼器；减震效果中图分类号：Ｕ４４２．５＋５ 文献标志码：Ａ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＤａｍｐｉｎｇＥｆｆｅｃｔｏｆＳｅｉｓｍｉｃＭｉｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄＩｓｏｌａｔｉｏｎ
基于隔振设计的连续梁桥抗震分析
・９２・ 北 方 交 通 ２０１２
基于隔振设计的连续梁桥抗震分析
杨相展
（辽宁省交通规划设计院，沈阳１１０１６６））
摘要：基于高烈度地区某高速公路上的连续梁桥（２０ｍ＋３０ｍ＋３０ｍ＋２０ｍ），利用Ｍｉｄａｓ软件建立了桥梁三维 空间模型，模拟铅芯隔震橡胶支座和盆式橡胶支座的力学性能，采用非线性时程计算方法分析了桥梁的动力特性 及抗震性能。研究结果表明：采用隔震设计之后，结构反应得到了很好的控制，确保了桥梁结构的安全性。 关键词：连续梁桥；非线性时程计算方法；隔振设计 中图分类号：Ｕ４４２．５ ５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１２）０４—００９２—０３
地震是一种突发性、毁灭性的自然灾害，它对人
类社会构成严重威胁。如何减少工程结构在地震中 遭受的损害，是一个现实而重大的问题。对于传统
的结构抗震方法，往往是通过结构自身的强度、刚 度、变形能力、耗能能力来达到抵御地震的目的，但 这种通过结构自身弹塑性变形来消耗地震能量的方
式也给工程结构带来损伤。 目前，可以通过在工程结构的特定部位加入特
定的减隔震系统，由其与结构共同抵御外界动荷载 作用，改变或调整结构的动力特性或动力反应，使工
程结构在地震作用下的动力反应（加速度、速度、位 移）得到合理的控制，从而保证结构的安全，这是积
极主动的结构抗震对策。当前工程结构中主要使用 的减隔震系统有铅芯隔震橡胶支座隔震系统、粘滞 流体阻尼器消能减震系统和两者混合使用的减隔震
系统。 采用铅芯隔震橡胶支座的隔震系统主要是在工 程结构中安装铅芯隔震橡胶支座，并通过铅芯隔震
橡胶支座集中变形吸取大部分地震能量，从而减弱 地震输入上部结构的能量，减少了上部结构的震动， 保证了结构的安全。 １ 工程概况 某高速公路连续梁桥２０ｍ＋３０ｍ＋３０ｍ＋２０ｍ， 桥面单幅宽度１４．２５ｍ，箱梁上部采用单箱双室截
面，翼缘长度２．０２５ｍ，箱宽１０．２ｍ，桥墩采用三圆 柱，桥墩高度８．Ｏｍ，柱径１．４ｍ，桩径１．６ｍ。 ２ 空间计算模型
浅析减隔震技术在梁式桥中的应用
浅析减隔震技术在梁式桥中的应用
发布时间：2021-07-12T09:48:37.867Z 来源：《基层建设》2021年第9期 作者： 郑鑫阳
[导读] 摘要：桥梁结构物在地震作用下，主梁的运动会导致结构的损伤从而引发各种工程灾害。
重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：桥梁结构物在地震作用下，主梁的运动会导致结构的损伤从而引发各种工程灾害。减隔震技术是以设置隔震体系及减震耗能措施为思想，通过各种减隔震装置来达到减轻桥梁结构对地震动的响应，以保护结构或构件不受到较大的损伤。减隔震措施一般是允许主梁
和桥墩有一定的相对位移，来延长结构的自振周期或通过相对位移消耗地震能量。目前各种减隔震装置已广泛用于桥梁工程中，本文将简
单介绍几种桥梁工程中常见的减隔震装置，并利用有限元软件进行模拟，分析铅芯橡胶支座和摆动摩擦支座对连续梁桥和斜梁桥的减隔震
效果。
关键词：减隔震技术；地震灾害；桥梁工程；连续梁桥；斜梁桥
1 减隔震技术的原理
地震发生时，桥梁结构受地震动能量的输入而产生振动响应，若地震动的卓越周期与桥梁的自振周期相吻合时，共振的危险就会随之产生。因而改变结构的自振周期以避开地震动的卓越周期是减隔震的一大思想，另一种减隔震的思想是利用措施使得结构能够在遭受地震
动时，吸收或消耗地震动的能量来减小结构的地震动反应。改变自振周期可以通过改变结构的整体刚度来实现；对于后者，利用结构的高
阻尼构件消耗振动能量的特性，减小桥梁中其他构件的能量的输入，同时阻尼器装置还可以实现对结构的位移的限制作用[1]。
目前较常见的减隔震装置主要有以下几类：高阻尼支座、摆动摩擦支座、滑动支座、粘滞阻尼器以及一些吸能耗能的构造等[2]。
2 减隔震装置介绍
2.1 铅芯橡胶支座
铅芯橡胶支座在中心处设置高纯度的铅芯,在正常使用过程中，能够像普通橡胶支座一样起到连接支承的作用[3]。遭遇地震时，上部结构传递的水平力对支座产生剪切作用，这种剪切变形对于普通橡胶支座的梁会产生位移甚至会导致落梁[4]。而铅芯能够作为抵御剪切变形
双曲面球型减隔震支座曲线连续梁桥的减隔震
第３ ２卷，第３期 ２ ０ １ １年５月 中 国 铁 道 科 学 ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＩ ＷＡＹ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏ１．３２ ＮＯ．３ Ｍａｙ，２０１１
文章编号：１００１—４６３２（２０１１）０３ ００４７ ０５
双曲面球型减隔震支座曲线连续梁桥的减隔震
顾正伟 ，钟铁毅 ，张贞阁。
（１．北京交通大学土木建筑工程学院，北京 １０００４４；２．中冶建筑研究总院有限公司，北京 １０００８８）
摘要：针对某３跨门式桥墩轨道交通曲线连续梁桥，采用其桥址《地震安全性评价报告》提供的３条地
震动时程曲线，应用ＳＡＰ２０００有限兀软件，分析术隔震和双曲面球型减隔震支座隔震条件下的罕遇地震响应， 进行双曲而球型减隔震支座曲线连续梁桥的减隔震研究。研究结果表明，曲线连续梁桥各桥墩的内力响应受响 应内力方向与地震动输入方向夹角的影响；仅固定墩切向隔震时，固定墩的切向内力大幅减少，弯矩和剪力分 刖减小约７Ｏ 和５Ｏ ，但各墩的径向内力均有增加，最大增幅约达１０ ，不能满足桥梁的抗震要求；固定墩
切向和径向舣向、滑动墩径向隔震时，固定墩的切向和径向内力均大幅减少，弯矩和剪力分别降低约７３ 和 ４９ ，同时各滑动墩的径向内力也大幅降低４Ｏ ～６Ｏ ，减震效果明显。
关键词：曲线连续梁桥；减震；隔震；双曲面球型减隔震支座；地震响应；有限元分析
中图分类号：Ｕ４４３．３６２；Ｕ４４２．５５ 文献标识码：Ａ
近年来，轨道交通建设飞速发展，在桥梁建设
中，曲线连续梁桥的运用越来越广泛。桥梁支座作
为连接桥梁上部结构和下部结构的重要部件，可将
上部结构承受的各种荷载（静、动及冲击载荷）传
递给墩台。应用减隔震型支座是桥梁实现抗震、减
震的有效方法和重要手段。国内外桥梁目前常用的
减隔震支座有板式橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻
尼橡胶支座等橡胶类减隔震体，钢耗能体系以及滑
动摩擦体系（Ｐ～Ｆｓｙｓｔｅｍ）等类型ｊ １－３］。其中，滑动
近断层强震速度脉冲效应及连续梁桥减隔震特性分析
近断层强震速度脉冲效应及连续梁桥减隔震特性分析
江辉;朱晞
【期刊名称】《中国安全科学学报》
【年(卷),期】2003(13)12
【摘 要】应用非线性时程分析的方法 ,对于减、隔震连续桥梁在近场地震作用下的有效性和响应特性 ,作了深入的研究。通过有代表性的脉冲型近场强震记录时程分析 ,提出了用速度脉冲峰值及其周期之积来表示速度脉冲能量的方法 ,计算表明近场地震速度脉冲波能近似表征地震动破坏能力的大小 ,它和桥梁结构承受的地震响应大体成正比例关系。铅芯橡胶隔震支座在近场地震作用下仍然适用 ,但对于个别脉冲型强震记录效果不够明显 ,支座参数有必要进行优化。
【总页数】6页(P57-62)
【关键词】非线性时程分析法;连续桥梁;近场地震作用;脉冲;铅芯橡胶隔震支座;参数优化
【作 者】江辉;朱晞
【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院
【正文语种】中 文
【中图分类】U447;U448.215
【相关文献】
1.强震区多跨长联连续梁桥减隔震设计 [J], 赵人达;贾毅;占玉林;王永宝;廖平;李福海;庞立果 2.双曲面球型减隔震支座曲线连续梁桥的减隔震 [J], 顾正伟;钟铁毅;张贞阁
3.强震作用下连续梁桥的减隔震控制研究 [J], 王葆茜;王冲
4.三维隔震连续梁桥近断层地震响应数值分析 [J], 张强;贾俊峰;何子钊
5.近断层地震特性对隔震曲线连续梁桥地震响应的影响 [J], 王伟军;虞庐松;李子奇;王力
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连续梁桥减震设优化设计研究
连续梁桥减震设优化设计研究
摘要：连续梁桥是当前主流的桥梁结构，抗震设计通常采用减震结构。通过采用铅芯橡胶支座的减震办法，以某4跨连续梁为例，基于现有的连续梁桥相关研究及桥梁抗震理论，利用大型分析软件MidasCivil建立连续梁桥模型，并对铅芯橡胶支座的模拟办法进行了详细的阐述，同时采用时程响应分析确定连续梁桥的动力特性及抗震性能研究，确定铅芯橡胶支座的抗震设计的主要控制参数，并进行优化设计。
关键词：连续梁桥；时程分析；减震；优化设计
1概述
随着国家大力建设交通根底设施，桥梁数量不断增加，截止2008年底，全国公路桥梁87.83万座，其中连续梁桥占了较大比例。近年来，地震发生比拟频繁造成了很大的经济损失和人员伤亡，而桥梁作为重要的生命线项目之一，在抗震救灾中起到的作用是非常巨大的【1】。因此发展连续梁桥的抗震及优化有着重要的意义。
2连续梁桥模型的建立
2.1铅芯橡胶支座的模拟
铅芯橡胶支座是在叠层橡胶中插入一个或多个铅销以帮忙其在地震来临时吸收耗散能量从而使其阻尼增加的一种抗震支座。该种支座不仅能够承受结构重力和水平力的作用，而且还具有很大的初始刚度，能在地震来临时，根据其较大的屈服能力，吸收耗散能量，产生较大的塑性变形，延长结构的周期【2】。除此之外，橡胶与铅芯相互组合能够使结构产生一定的水平恢复力。铅芯橡胶支座通过上述的组合效应能够减小结构的地震响应。依据结构在设计中可以采用不同的分析办法，铅芯橡胶支座有等效线性化模型和非线性模型两大类【3】。铅芯橡胶支座在非线性动力时程分析中一般采用非线性模型【4】。双线性模型是非线性模型的其中一种，其F〔力〕-S〔位移〕滞回曲线见图1。滞回曲线：式中：F—合计弹簧力，kN；F1—弹簧K1的内力，kN；F2—弹簧K2的内力，kN；Q—界限力，kN；S1—弹簧K1的有效伸长，m。
2.2计算模型
以某连续箱梁桥33m+52.5m+52.5m+33m为例建立计算模型，全桥长171m。共设5个墩，均为矩形截面。采用MidasCivil建模时，主梁、桥墩采用空间梁单元进行模拟。该计算模型未考虑桩土相互作用及行波效应和非线性，且只对上部结构主控制断面的位移和内力进行分析比拟。计算模型见图2。
高速铁路大跨连续梁桥减隔震方案讨论
高速铁路大跨连续梁桥减隔震方案讨论
冯亚成
【摘 要】针对某铁路大跨连续梁桥,基于3种减隔震装置,提出了4种减隔震设计方案,利用非线性时程分析法对每种方案进行了计算分析.结果表明,液体粘滞阻尼器可有效改善桥梁纵向的受力和位移;双曲面球型减隔震支座能同时改善桥梁纵、横向的受力,但位移较大;液体阻尼器与双曲面减隔震支座配合使用可同时改善结构的纵、横受力,并且可控制位移;铅芯阻尼器耗能效果显著,位移基本可控,应继续开展研究.
【期刊名称】《地震研究》
【年(卷),期】2015(038)001
【总页数】6页(P167-172)
【关键词】高速铁路;大跨连续梁桥;减隔震支座;阻尼器
【作 者】冯亚成
【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安710043
【正文语种】中 文
【中图分类】U442.5+5
0 引言
近年来世界范围内地震频发，强震对结构物造成了严重的损坏 (王克海，2007;叶爱君，2011;夏修身，陈兴冲，2011)。桥梁作为生命线工程，其抗震设计受到越来越多的重视。相对普速铁路桥梁，高速铁路桥梁行车要求具有更高的平顺性和稳定性 (郑健，2008)，因此对结构基础的刚度要求更大，而桥梁的良好抗震性能则要求结构具有较大的柔度。在一些高烈度区，常规跨度的简支梁桥，仍可通过增加桥墩及桩基截面尺寸或增强配筋的做法来达到抗震设防的目的，并且将工程造价控制在可接受的范围内。但对于大跨结构如连续梁等，本身上部结构质量很大，按照传统的受力模式，地震时产生的水平惯性力几乎全部由制动墩承担，制动墩受力过大致使下部基础数量庞大，工程造价成倍增加，且由于基础增大，结构刚度会增大，地震力亦会进一步增大，从而使抗震设计陷入恶性循环。因此行车要求的大刚度与地震要求的良好柔度之间的矛盾，在客运专线等高速铁路桥梁设计中尤为突出。
近年来减隔震的设计理念逐渐被引入到大跨桥梁的抗震设计中 (范立础，王志强，2001)，由于采用减隔震装置延长结构的周期或增加结构的阻尼 (彭天波等，2007)，将地面输入到结构中的能量进行耗散或将结构与可能引起的地面运动分离开，减少了梁部传递给墩台及基础的地震力，大大减小了地震时桥梁结构的响应 (刘书贤等，2014)，使得设计更为经济合理，结构安全性能更高，得到越来越多工程师的推崇。
罕遇地震作用下连续梁桥双曲面摩擦摆支座参数优化及减震效果研究
第
39卷，第
3期
2 0 1 8年
5月
c中酬
! mdVol. 39 No. 3
May, 2018
文章编号：
1001-4632 (2018) 03-0031-10
罕遇地震作用下连续梁桥双曲面摩擦摆支座
参数优化及减震效果研究
贾毅
S趙人达
S賡平、占玉林1>2,李福海1>2
(1.西南交通大学土木工程学院，四川成都
610031;
2.西南交通大学陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室，四川成都
610031)
摘要
：以韩江特大桥主桥（
55+4X90+55) m为实际工程背景，开展罕遇地震作用下多跨长联连续梁桥
双曲面摩擦摆支座参数优化及减震效果研究。采用通用有限元软件
ANSYS建立桥梁动力分析模型，利用非线性
动力时程分析方法，对双曲面摩擦摆支座的滑动摩擦系数和曲率半径进行参数敏感性分析，并与未设置双曲面
摩擦摆支座情况的地震响应进行对比分析。结果表明：制动墩墩底内力和墩顶位移随支座曲率半径的增加而减
小，随着支座摩擦系数的增加呈先减小后增大趋势；活动墩墩梁相对位移和摩擦摆支座位移随支座曲率半径的
增加而增大，随着支座摩擦系数的增加而减小；摩擦摆支座的水平剪力随着支座曲率半径的增加而减小，支座
摩擦系数对支座水平剪力影响规律不明显。综合考虑双曲面摩擦摆支座的减震效果和经济效益并结合该桥多跨
长联的特点，建议双曲面摩擦摆支座的滑动摩擦系数取〇
.〇
3,曲率半径取
3 m。
关键词：桥梁工程；多跨长联连续梁桥；双曲面摩擦摆支座；减隔震；非线性动力时程分析；参数优化
中图分类号：
U448.215; U442.55 文献标识码：
A doi：
10. 3969/j. issn. 1001-4632. 2018. 03. 05
在罕遇地震作用下，多跨长联连续梁桥上部结
构的惯性力主要由支座传递给制动墩。因此，制动
墩往往是抗震设计的首要难题，按照常规设计方法
很难满足抗震要求，目前采用减隔震设计是解决该
类问题的一种有效途径[1]。减隔震设计是通过在桥