工程结构中新型减隔震支座的研究综述

多次震害经验表明,通过在上部结构和地基之间设置减隔震支座,利用橡胶垫的变形使上部结构的振动周期延长,利用钢构件的屈服或者滑动摩擦耗能来达到消能减震的目的,是一项有效的防震减灾措施。论文从减震机理、性质及应用等方面系统阐述和总结了拉索减震支座、叠层橡胶支座、球形抗震支座以及若干新型减震支座的研究成果,对未来新型减隔震支座的研究方向进行了展望。

双曲面球型减隔震支座与普通支座在成昆铁路典型桥梁上的抗震性能对比分析

以成昆铁路典型桥梁为研究背景,讨论了双曲面球形减隔震支座的抗震性能,对比分析了不同桥型对减隔震效果的影响。进一步地,讨论了桥墩的高度、形式以及位置对减隔震效率的影响。结果表明,双曲面球形减隔震支座对于简支T梁桥、简支桁架梁桥以及连续梁桥均有良好的减隔震效果。整体而言,双曲面球形减隔震支座对墩顶的载荷优化大于墩底,对弯矩的优化大于剪力;桥墩墩高、桥墩位置以及桥墩形式都会影响抗震支座的减隔震率。

双曲面球型减隔震支座的开发及应用

首先比较了现行的几种保证连续梁桥顺桥向抗震安全的减隔震措施,然后详细介绍了同济大学桥梁工程系新近开发的双曲面球型减隔震支座的抗震机理和构造特点,接着简要介绍、分析了对该支座进行的抗震性能试验的研究结果,最后通过对一个11跨连续梁桥算例的抗震分析,表明这种减隔震支座非常适用于连续梁桥的减隔震设计.

双曲面球型减隔震支座的竖向位移分析

介绍了双曲面球型减隔震支座的构造特点和工作机理,表明其能够满足减隔震支座的三个基本要求,并具有结构简单、抗震性能稳定可靠的优点.分析了在地震作用下该支座产生竖向位移的原因和影响因素,并通过试验验证了理论分析的结果.通过对一个2跨连续梁桥算例的非线性时程反应分析,表明此竖向位移对梁体的响应不会有很严重的影响,该支座完全可以满足连续梁桥的减隔震要求.

高速铁路大跨长联连续梁桥减隔震方案优化研究

结合某高烈度区高速铁路大跨长联连续梁桥的特点,通过全桥引入粘滞阻尼器、Lock-up和双曲面减隔震支座3种减隔震方案,建立全桥有限元模型,从分散抗震角度出发,采用非线性时程分析法研究3种方案的减隔震效果,总结3种方案的利弊,并基于3种方案提出粘滞阻尼器+Lock-up联合使用的优化方案。结果表明:对于桥墩高矮相差较为明显的高速铁路大跨长联连续梁桥,全桥布置粘滞阻尼器减震效果较差,全桥布置Lock-up方案对较矮墩十分不利,双曲面减隔震支座减震时会产生较大的墩梁相对位移,而粘滞阻尼器+Lock-up装置联合使用的优化方案在实现高效减震的同时很好地控制墩梁相对位移。

多球面滑动摩擦隔震支座的设计原理和理论模型

介绍一种用于桥梁抗震的多球面滑动摩擦隔震支座,分析这种支座的设计原理,阐明其构造特点,分析了其工作机理和滑动隔震过程,并由此建立了该隔震支座的力—位移关系恢复力模型。理论分析表明,该支座除具备完善的减隔震支座所要求的功能之外,还构造简单、隔震机理清楚、数学物理模型明确,能够满足实际应用中简单性的要求。此外,该支座在不同强度的外部激励下,可以表现出不同的阻尼和刚度。并且具备单独优化性能,即该支座可以基于多性能目标或多水准地震,对于给定的桥梁隔震系统的各个参数分别进行优化。这两种特性使得该支座适合多水准地震动作用下,基于性能的隔震桥梁抗震设计。

多道防线抗震球型钢支座的开发和试验

建议即使在大于规范规定的E2水平的地震作用下桥梁结构也不应出现倒塌、落梁等严重影响交通安全、危害人员生命的震害现象,并相应地提出了三水平设防的桥梁抗震设计方法的抗震性能要求.介绍了实现此方法的一种多道防线抗震球型钢支座的结构形式及其工作机理,最后简要介绍了对该支座进行的力学性能试验,试验结果表明这种支座可以实现三水平设防的桥梁抗震设计,并具有稳定可靠的抗震性能.

双曲面球型减隔震支座在城市轨道交通桥梁中的应用

对晋中—太原城市轨道交通L2号线高架桥梁采用双曲面球型减隔震支座进行抗震设计。利用MIDAS建立有限元模型,采用反应谱法、非线性时程法计算在多遇地震、罕遇地震作用下的地震反应。地震分析结果表明:在多遇地震下支座未被剪断,结构受力与普通支座一致,结构处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下支座被剪断,双曲面减隔震支座发挥减隔震作用,结构仍处于弹性工作状态。与延性设计相比,采用双曲面减隔震的桥梁能有效降低地震反应,避免结构构件的损伤、震后修复困难等问题,能产生很好的经济效益和社会效益。双曲面球型减隔震支座应用于城市轨道交通桥梁工程中,可为今后地质条件复杂及地震高烈度城市地区的轨道交通桥梁提供设计依据,也可为今后相关设计规范、标准的修订提供技术支持。

双曲面球型减隔震支座在潮漳高速公路韩江特大桥上的应用

广东韩江特大桥为超长多跨连续梁桥,场址地震烈度较高,抗震设计对结构体系方案的影响较大。从抗震设计的角度对韩江特大桥的结构体系设计进行了比选,对双曲面球型减隔震支座的减震效果进行了计算分析,并介绍了速度锁定器支座的应用,以期为同类桥梁的减隔震设计提供借鉴。

考虑转动的双曲面球型减隔震支座竖向位移分析

双曲面球型减隔震支座的转动会造成支座竖向高度的变化,对连续梁桥内力造成影响。为了研究双曲面球型减隔震支座转动中的竖向位移,在分析了纯转和伴随水平位移的转动两种转动情况的转动过程基础上,建立了双曲面球型减隔震支座转动简化模型,通过理论推导得到了支座转动竖向位移公式。同时分析了双曲面球型减隔震支座转动中竖向位移的影响因素,为双曲面球型减隔震支座设计和连续梁桥内力计算提供理论依据。

矮塔斜拉桥纵桥向抗震性能及减隔震体系研究

为研究矮塔斜拉桥纵桥向地震响应规律,基于某塔梁固结、塔墩分离四塔五跨矮塔斜拉桥分析了设置一个固定墩、设置两个固结墩和设置四个固结墩三种约束形式矮塔斜拉桥振型质量参与系数的分布规律及典型地震响应的变化规律。同时研究了全桥仅设置一个固定墩工况下不考虑活动球钢支座摩擦、考虑活动球钢支座摩擦及全桥各墩均设置双曲面球型减隔震支座三种工况下矮塔斜拉桥地震响应特点。

山区双塔斜拉桥抗震性能优化研究

大跨度桥梁在经济、交通等方面占据特殊地位,进行抗震设防是十分必要的。通过对某山区双塔斜拉桥的抗震性能进行抗震计算,确定了该桥的薄弱部位,并对阻尼器、双曲球型减隔震支座进行了参数化分析。计算结果表明:两种减隔震措施均能有效的减小在地震作用下大跨度桥梁的位移和内力响应,改善桥梁的抗震性能。

地震作用下高速铁路多联大跨连续梁桥碰撞效应研究

为研究采用支座隔震设计的高速铁路多联大跨连续梁桥在地震作用下的邻梁碰撞效应,选取某铁路三联12跨预应力混凝土连续梁为实际工程背景,采用SAP2000分别建立考虑CRTSⅡ型板式无砟轨道体系的线桥一体化模型和不考虑轨道约束的传统模型,基于PEER强震数据库,选取近远场共7条地震波,考虑地震波纵向和纵向+竖向两种输入模式,首先以碰撞力峰值及碰撞次数作为评价指标,讨论了两种模型伸缩缝处的响应规律,并揭示其机理,然后考虑伸缩缝不同间隙,对两种模型的碰撞响应进行对比,最后引入碰撞影响因子,对碰撞引起的固定支座的剪力变化情况进行了分析。结果表明:不同地震波激励下碰撞特征为一次碰撞激发巨大碰撞力和多次连续碰撞;轨道系统的存在使得远场地震动下碰撞消失,近场地震动下碰撞减弱;无论邻梁碰撞反应还是碰撞对下部结构的影响,相比远场地震波,脉冲特性使得近场地震波作用效应更剧烈;考虑竖向地震动时,双曲面隔震支座动反力变化可能引起支座滑移位移增大导致碰撞效应增大;碰撞对传统模型固定墩的影响较隔震体系更明显。建议位于高烈度区以支座为隔震设计的桥梁考虑邻梁碰撞进行减隔震设计计算。