第六章_桥梁减隔震设计
高烈度区长联大跨连续梁桥减隔震分析
高烈度区长联大跨连续梁桥减隔震分析
高烈度区长联大跨连续梁桥减隔震分析
随着城市化的进程和人口的逐渐增加，大型桥梁的需求也日益增长。然而，在地震频发的高烈度区域建造大跨连续梁桥面临着巨大的挑战。地震对桥梁结构的冲击会导致结构的破坏甚至倒塌，严重威胁到人民的生命财产安全。因此，在高烈度地震区域建造抗震能力强、减震效果显著的大跨连续梁桥是非常重要的。
本文将针对高烈度地震区域中的长联大跨连续梁桥，进行减隔震分析。
一、地震与梁桥结构
地震是由地壳运动引起的地球表面的振动。地震波在传播过程中会对桥梁结构造成冲击和震动。长联大跨连续梁桥具有大跨度、大荷载的特点，因此对地震的抗击能力要求更高。
二、减隔震技术的介绍
减隔震技术是指在桥梁结构中引入一定的减震装置，通过减震装置的特殊设计和材料的吸能能力，减轻地震对桥梁结构的影响，保护桥梁结构的完整性和稳定性。
常见的减隔震装置包括弹簧减震器、颤振减震器、液流减震器等。这些装置能够吸收地震波的能量，分散地震对桥梁的冲击力。同时，减隔震装置还能够提供一定程度的缓冲效果，减少地震对桥梁结构产生的不利影响。
三、减隔震分析的方法
1. 参数选取：首先，需要根据桥梁的具体情况和设计要求，选择合适的减隔震装置，并确定其数量和位置。
2. 数值计算：根据桥梁的几何参数和材料性质，采用有限元分析方法，对减隔震装置和桥梁结构进行数值计算。
3. 模拟地震波：通过对地震波的模拟和尺度放大，获取地震波的特征参数，如地震波峰值加速度、周期等。
4. 动力响应分析：将模拟的地震波输入到数值计算模型中，通过动力响应分析，研究桥梁结构在地震作用下的动力响应。
5. 结果评估：根据分析结果，评估减隔震装置对桥梁结构的效果。包括结构变形、应力分布、位移反应等方面。
四、影响减隔震效果的因素
桥梁结构设计中减隔震技术的应用 周勇
桥梁结构设计中减隔震技术的应用 周勇
摘要：抗震技术作为桥梁结构设计中的核心因素，在对桥梁结构进行减隔震技术的应用，可以有效避免桥梁结构在地震中受到损坏，总之，不同地段应按照相关的气候条件、车辆的通过情况等相关因素对减隔震装置的选择进行评估，并对路桥结构的内力分布和大小的目标进行有效的控制。
关键词：桥梁结构设计；减隔震；技术应用
引言
随着我国社会经济的不断发展，交通运输业也随之逐渐发展进步，对于公路桥梁的结构设计越来越受到大家的重视，再加上我国地震频发，从而造成较大的经济损失，这也引起了桥梁结构设计人员的重视。
一、桥梁减隔震设计原理
桥梁减隔震技术是一种工程抗震手段，其特点是先进、经济和简便。减震是利用特制减震构件或者装置，让其在出现强震的情况下提前进入塑形，产生大阻尼，从而将进入结构体系的能量消耗掉；隔震的原理是通过隔震体系，尽量让主体结构中进入更好的地震能量，最大限度的降低结构的地震反应。
一般情况下，减、隔震设计的情况包括如下几种：
第一，桥梁整体的基本周期较短，桥梁下部结构刚度较大，上部结构为连续形式。
第二，由于桥梁下部结构刚度不一致，为便于调节各桥墩刚度，引入减隔震装置，如此可避免刚度较大桥墩承担很大惯性力的情况。
第三，场地条件较好，长周期范围所含能量较少，预期地面运动具有较高的卓越频率等情况。
二、减隔震技术的适用条件
减隔震技术适用条件：
（1）地震的波频，具有高、中、低的区分，如果桥梁结构处于地震发生的高频阶段，同时能力比较集中，就可以对减隔震技术的使用，以及对桥梁的结构进行有效的防范；
（2）对于桥梁结构生命周期比较短，桥梁结构设计比较规范，没有桥梁墩太高太低的情况出现，就可以对减隔震技术进行应用；
桥梁抗风与抗震
桥梁抗风与抗震
1.桥梁抗震
桥梁的震害及破坏机理
调查与分析桥梁的震害及其破坏机理是建立正确的抗震设计方法，采取有效抗震措施的科学依据。
国内外学者对桥梁震害的调查研究结果说明，桥梁震害主要表现为：
(1)上部构造的破坏：桥梁上部构造本身遭受震害而被毁坏的情形不多，一般都是由于桥梁构造的其他部位的毁坏而引起的。如落梁，一种是由于弹性设计理论采用毛截面刚度，这样就会低估横向地震作用和位移。导致活动节点处所设置的支座长度明显缺乏以及相邻梁体之间因横向距离缺乏而引起的相互冲击，造成落梁及相邻构造的撞击破坏；另外一种是由于地基土的作用造成大的地震位移，这种桥梁震害主要发生在建在软土或者可能液化的地基土上的桥梁上。软土通常会使构造的振动反响放大，使得落梁的可能性增加。
(2)支座连接部位的破坏：这中破坏比拟常见，由于连接部位的破坏会引起力传递方式的变化，从而对构造其他部位的抗震产生影响，进一步加重震害。这种破坏是抗震设计中最关注的问题之一。
(3)下部构造和根底的破坏：下部构造和根底的严重破坏是引起桥梁倒塌，并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况，桥梁墩台和根底的震害是由于受到较大的水平地震力，瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的，从大量震害实例来看，比拟高柔的桥墩多为弯曲破坏，矮粗的桥墩多为剪切型破坏，介于两者之间的为混合型。地基破坏主要表现为砂土液化，地基失效，根底沉降和不均匀沉降破坏及由于其上承载力和稳定性不够，导致地面产生大变形，地层发生水平滑移，下沉，断裂。
(4)桥台沉陷，当地震加速度作用时，由于桥台填土与桥台是不完全固结的，桥台填土的纵向土压力增大，桥梁与桥台之间的冲撞会产生相当大的被动土压力，造成桥台有向桥跨方向移动的趋势。由于桥面的支撑作用，桥台将发生以桥台顶端为支点的竖向旋转，导致根底破坏。如果桥台根底在液化土上，又将引起桥台垂直沉陷，最终导致桥梁破坏。
桥梁减隔震装置分类及特点
成都济通路桥科技有限公司 桥梁减隔震装置
一、桥梁减隔震装置产品分类
桥梁减隔震装置按大类可分为抗震支座、减隔震支座、阻尼器及减隔震伸缩装置。
此外，桥梁设计中，将竖向力与水平力分离形成分离式支座，支座本体仅承受竖向力和
转角，运营及地震水平力由水平力装置（水平力支座或阻尼器）承受，常见有的“普通
钢支座+橡胶隔震支座”、“普通支座+阻尼器”、“普通支座+水平力支座”等。因其为两
两组合，本文中不单独列出，各减隔震产品分类如图：
1.1抗震支座
抗震支座又分为抗震盆支及抗震球支两大类，剪切型抗震支座因剪断力一般设计
较大，也归抗震支座一类，如图所示：
(图中红星标志的为近年来新型产品，下同
) 成都济通路桥科技有限公司
1.2减隔震支座
减隔震支座分为橡胶隔震支座、摩擦摆支座、软钢阻尼支座、速度锁定支座、粘滞
阻尼支座等，近期对减少振动方面的支座各厂均有所开发，将减振降噪型支座列入其
中，如图所示：
钢丝网支座是最近由同济大学开发的一种新型减隔震支座。十字型摩擦摆是由中
规院等联合开发的一种新型摩擦摆支座，分离式摩擦摆支座是为了防止支座在正常运
营过程中梁体抬高而新开发出来的一种摩擦摆，以洛阳双瑞、新筑股份、成都济通为代
表。
成都济通路桥科技有限公司 1.3阻尼器
阻尼器分为软钢阻尼器和油阻尼器两大类，桥梁上一般以三角板软钢阻尼器和卡
榫软钢阻尼器应用较多，油阻尼器则一般为速度锁定器和粘滞阻尼器。如下图：
SMA合金阻尼器及其与支座相结合应用目前在东南大学、重庆大学等多所大学均
有研究，但因SMA材料价格太高、而支座吨位较大，目前很难有相应的SMA丝开发
出来，目前尚处于微小模型模拟试验研究阶段。
1.4减隔震伸缩装置
以往，桥梁减隔震设计一般集中在支承等方面，而对于桥面部分关注较少，近年来，
随着减隔震技术的发展，伸缩装置也开发出了少量减隔震伸缩装置，主要有剪切型和拉
索型两大类，如减振降噪支座一般，伸缩装置也在该方面大力发展，将其列入其中，如
斜港大桥减隔震设计
第２８卷第４期 ２０１２年８月 结构工程师 Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１２
斜港大桥减隔震设计
殷海军
（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，上海２０００９２）
摘要 苏州斜港大桥新建工程为主跨１８０ ｍ三跨双层拱梁组合桥，全钢结构。目前该桥型国内不多
见。针对大桥的地震响应分析及减隔震设计作了详细论述，给出了该桥的抗震设计思路和减隔震设计
措施。分别采用了反应谱和非线性时程分析方法对桥梁结构进行了计算分析，经过对多种工况的计算
分析比较，最终采用粘滞阻尼器来减小结构的地震响应。
关键词 双层钢桁梁，拱梁组合，减隔震设计，粘滞阻尼器
Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｘｉｅｇａｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ
ＹＩＮ Ｈａｉｊｕｎ
（Ｃｅｎｔｒａｌ ａｎｄ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｕｚｈｏｕ Ｘｉｅｇａｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ ｉｓ ａ ｎｅｗｌｙ－・ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｔｈｒｅｅ ｓｐａｎ ｔｗｏ－・ｔｉｅｒ ｗｈｏｌｅ ｓｔｅｅｌ ａｒｃｈ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ
ｗｉｔｈ ａ ｍａｉｎ ｓｐａｎ ｏｆ １ ８０ ｍ．Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｔｈｉｓ ｂｒｉｄｇｅ ｔｙｐｅ ｉｓ ｒａｒｅｌｙ ｓｅｅｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｒｅｓｐｅｏｎｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
ａｎｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ ａｎｄ ｓｅｉｓ—
ｍｉｃ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｉｓ ｂｒｉｄｇｅ ｗｅｒｅ ｇｉｖｅｎ ｏｕｔ．Ｖｉｓｃｏｕｓ ｄａｍｐｅｒ ｗａｓ ｆｉｎａｌｌｙ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｄｅ—
桥梁抗震设计与减隔震设计的比较
龙源期刊网
桥梁抗震设计与减隔震设计的比较
作者：王璐
来源：《价值工程》2018年第07期
摘要： 桥梁工程的抗震设计一般在静力设计的基础上进行，通过对某座四跨连续梁桥进行抗震设计及减隔震设计，探究这两种方法的原理，分析该方法的特点并对这两种方法进行比较，得出其适用范围并为抗震设计手算方法提供实例。
Abstract： The seismic design of bridge engineering is generally carried out on the basis of static
design. Through the design of seismic design and seismic isolation of a four-span continuous girder
bridge， the principle of these two methods is explored， and the characteristics of the method are
analyzed. These two methods are compared to obtain their scope and provide examples for the seismic
design manual method.
关键词： 抗震设计;减隔震设计;支座
Key words： seismic design;seismic isolation design;bearing
中图分类号：P733.22 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）07-0111-04
1 延性抗震设计原理
采用延性概念来设计抗震结构，要求结构在预期的设计地震作用下必须具有一定可靠度保证的延性储备。延性抗震设计实质是通过让结构在特定部位形成塑性铰，结构整体进入延性状态而起到减震耗能的作用。其延性系数越大，所造成的结构损伤程度也越大。采用“抗震”对策进行设计，为结构提供较强抗震能力[1]。《公路工程抗震设计规范》规定：抗震设计是采用能力设计方法的延性设计。
桥梁隔震设计的特点及设计方法研究
桥梁隔震设计的特点及设计方法研究
【摘 要】我国是一个地震多发的国家，地震发生时桥梁结构的破坏或倒塌及其随后产生的交通中断等问题都会引起巨大的经济损失。因此，如何建立一种安全经济可靠的抗震设计，从而可以有效抵御某种程度的不可预测的灾难性大地震，一直是桥梁设计中面临的一个持续挑战。隔震能明显提高桥梁的抗震能力，本文首先介绍了桥梁隔震设计的一些特点，然后详细介绍了桥梁隔震设计方法。
【关键词】桥梁；隔震设计；方法
我国是一个多地震的国家，自汶川地震以来，抗震防灾工作正日益受到重视。近年来地震一再显示了桥梁工程破坏的严重后果，也一再显示了桥梁工程抗震研究的重要性。隔震技术是将过去传统的“硬抗”技术转变为“软抗”，将建筑物的上部结构和基础“隔开”。在桥梁抗震设计中，引入隔震技术的目的就是利用隔震装置在满足正常使用功能要求的前提下，达到延长结构周期，消耗大量地震能量，降低结构的响应。
一、桥梁隔震设计的特点
减隔震技术是一种简便、经济、先进的工程抗震手段。隔震是利用隔震体系，设法阻止地震能量进入主体结构。隔震的本质和目的就是将结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来。在实践中，常常把这减震与隔震两种体系合二为一。通过选择适当的隔震装置与设置位置，可以达到控制结构内力分布与大小的目的。 对于桥梁的隔震设计，最重要的因素就是设计合理、可靠的隔震装置并使其在结构抗震中充分发挥作用。延性抗震设计允许很大的地震能量从地面传递到结构的重要构件上，设计考虑的是如何为结构提供抵抗地震的能力；隔震技术的基本目的就是要大大减小传递到结构重要构件上的地震能量，且将这一地震能量转移到隔震装置上。当隔震装置采用的是铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座时，已改变了传统钢支座等提供的约束关系，它与传统的钢支座不同，不再是提供简单的“固定”、“可动”约束条件，而是弹性约束条件，这也就使得结构的振动响应成为整体。这同时给设计人员提供了一种比较自由的方式来确定分配到下部结构各构件中的水平力，改善了整个桥梁下部结构的受力。
减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用
减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用
深圳市福田区 518000
摘要：隔震技术是近年来桥梁建设中最常用的抗震技术。它不仅具有减震功能，还具有隔震功能，可以发挥双重抗震效能，保证桥梁的整体质量和安全。隔震技术的应用可以有效避免地面破坏对桥梁结构的过度影响，提高桥梁的稳定性，该技术的应用也有利于延长桥梁的使用寿命，保证经济效益。在桥梁设计中，往往采用减震支座和减震装置来减小外界振动对桥梁结构的影响，控制其振动能量的传递，以达到理想的抗震效果，减少对桥梁稳定性和安全结构的不利影响，增强其使用可靠性。本文对减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用进行分析，以供参考。
关键词：减隔震技术；桥梁结构；设计应用
引言
作为城市现代化的一部分，桥梁建设是一个优先事项，直接影响到人民的日常流离失所。桥梁工程隔震设计的优化是合理利用隔震技术，根据桥梁区域特点和环境条件安装安全有效的隔震装置，提高桥梁结构抗震性能。
1概念
在桥梁结构的设计和施工中，减隔震技术的应用变得十分普及，在实际应用过程中取得了预期效果。减隔震技术主要应用于阻尼减震和隔震。对于阻尼的应用，桥梁结构稳定性的有效优化主要是通过合理设计阻尼、能耗等装置来实现的。发生地震、滑坡等地质灾害时，桥梁结构的阻尼效应可以充分反映，地质灾害造成的冲击效应可以有效改善；在隔震情况下，主要目的是利用减隔震技术合理设计桥梁结构，从而有效控制桥梁结构的振动输入能力并设置缓冲区，从而大大减少地震反应，从而产生保护作用。
2桥梁抗震设计的重要性
自从2008年我国出现了堪比唐山大地震的汶川地震开始，我国最近十多年出现了多次大型地震，因而桥梁工程对于抗震也就有了更多的要求。在桥梁设计时，要重视其本身的抗震性能，从桥梁设计的具体情况来看，应当做好减震、隔震的设计。一般情况下，对桥梁进行隔震设计主要是利用隔震器，通过使用隔震器可以有效延长桥梁结构的振动周期，降低水平地震作用，从而获得良好的防震效果。对桥梁进行抗震设计，除了能够降低地震对桥梁所造成的破坏，保护桥梁整体结构，而且还能够提升桥梁工程的经济效益。桥梁的抗震设计不仅不会增加施工成本，还能够在一定程度上提升桥梁质量，在桥梁设计过程中加强抗震设计，以便让桥梁拥有良好的抗震性能，避免遇地震时不被破坏，在一定程度上保证交通运输，有利于后续地震救援工作的开展。对桥梁进行抗震设计具有非常重要的意义，应给予重视。
公路桥梁的防震设计
浅谈公路桥梁的防震设计
【摘 要】近年来，受各种因素的影响，各地地震数普遍增多，加之人们意识的不断提高，公路桥梁设计中的安全性及防震能力越来越受到重视。本文结合自己近年来的工作经验，介绍了地震对公路桥梁所带来的影响，对公路桥梁设计中的安全性设计及防震技术进行分析与阐述，以提高公路桥梁的防灾害能力。
【关键词】公路桥梁；设计；防震措施
随着我国经济的迅猛发展，修建公路桥梁愈来愈多，而桥梁作为交通枢纽正起着举足轻重的作用。然而由于受各种因素的影响，近年来地震灾害普遍增多，造成地面大量建筑物和各种设施的破坏与倒塌，给国家和社会带来非常大的损失，因而对公路桥梁设计方法和防震措施的研究具有重要的现实意义。
一、地震对公路桥梁的影响
地震会使地表破坏和桥梁受震破坏，从而导致桥梁损伤。从调查中得知，地震对公路桥梁的损伤一般都集中在桥梁墩台，上部落梁，支座倾斜等方面。1.地震对桥梁墩台的损害，一般情况下是发生在可能液化的地基土上或者是软土上。2.地震使桥梁下部结构崩裂直至折断。地震很大可能会造成桥梁墩台靠近盖梁的顶部或者是承台底部出现断裂，使桥梁造成损伤。之所以会造成这样的结果，是因为下部结构比较薄弱，强度不够，容易出现损伤。3.桥梁支座也会遭到地震的震害。是由于上部结构的震力过大而造成的。4.地
震会引起落梁现象。在地震发生时，上部结构断裂脱落是地震时的常见现象。落梁的主要原因是上部结构和下部结构位移失控所造成的。
二、公路桥梁防震的主要依据
根据下发的《公路桥梁防震细则》的防震理念，应采取极限状态法这一原理对防震结构进行设计。节点和线段交织在一起的网络构成了公路。公路桥梁又是公路系统中，最为薄弱的一个环节，具有节点多，路线长的特点。怎样提高公路桥梁的耐震能力，是公路系统防震工作的一个重点。设计者在研究公路桥梁防震结构的时候，同时要掌握桥梁所交接的每一条路线，了解具体资料，做到有的放矢地有针对性的布置防震屏障。在能够完成防震系统的前提下，减少工作量，降低相应的成本，做到针对性、科学性和实用性相结合，确保公路桥梁的耐久性。
四川汶川穗威大桥引桥减震隔震设计
第９卷第５期 ２０１０年ｌ０月 广州大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ｏｌ ９ Ｎｏ ５ Ｏｃｔ． ２０ｌ０
文章编号：１６７１ ４２２９（２０１０）０５－００２７—０５
四川汶川穗威大桥引桥减震隔震设计
朱文正 ，徐 丽ｂ，孙 卓
（广州大学ａ．土木工程学院，广东Ｐ￣ｉ＇ｌ ５１０００６；ｂ．工程抗震研究中心，广东广州５１ｏ４ｏ５）
摘要：介绍了四川汶川穗威大桥引桥减震隔震设计的过程和思路．通过静力分析得到隔震支座的规格和铅 芯的直径，然后采用反应谱设计方法计算出桥梁满足大震作用时梁体８ ＣＩＴＩ变位所需阻尼系数，以及桥墩的内 力．并通过动力时程分析方法对设计结果进行验证，结果表明：该方法可实现桥梁在大震条件下梁体８ ｃｍ的变 位和桥墩７５％的减震率要求．最后对桥墩承载力进行验算，结果表明：在强震作用下，桥墩基本处于弹性状态． 其设计过程可为桥梁的消能减震设计提供参考． 关键词：桥梁；隔震设计；减震设计；隔震支座；反应谱分析；时程分析 中图分类号：Ｔｕ ３５２ 文献标志码：Ａ
穗威大桥位于四ＪｉＩ省汶川县威州镇阿坝师专 地块附近，是连接岷江北岸的２１３国道与威州镇
主城区主干路上的重要桥梁．该桥设计行车速度 为３０ ｋｍ・ｈ～，荷载等级为公路Ⅱ级，场地类别为
Ⅱ类，抗震设防烈度为８度． 该桥引桥采用两跨２５ ｍ装配式预应力简支
箱梁，梁高１．４ ｍ，宽２１ １ＴＩ，在桥墩处采用连结措 施由简支变为连续，上铺１０ ｃｍ厚Ｃ４０混凝土找
平层．引桥下部结构采用双柱式桥墩，钢筋混凝土 盖梁，盖梁高１．６ ｍ，宽１．８ ｍ．桥墩直径为１．６ ｍ，
桩径为１．８ ｍ，桩问设置系梁．桥台为一字型桥 台，采用双排桩基础，桩径为１．２ ｍ，桥梁立面、平
面如图１所示． 为保证桥梁在地震中的结构安全，建设单位 要求对引桥部分进行减、隔震设计，改善结构的动