鐵路橋梁雙曲面球型減隔震支座安裝技術(shù)

針對(duì)某3跨門式橋墩軌道交通曲線連續(xù)梁橋,采用其橋址《地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》提供的3條地震動(dòng)時(shí)程曲線,應(yīng)用sap2000有限元軟件,分析未隔震和雙曲面球型減隔震支座隔震條件下的罕遇地震響應(yīng),進(jìn)行雙曲面球型減隔震支座曲線連續(xù)梁橋的減隔震研究。研究結(jié)果表明,曲線連續(xù)梁橋各橋墩的內(nèi)力響應(yīng)受響應(yīng)內(nèi)力方向與地震動(dòng)輸入方向夾角的影響;僅固定墩切向隔震時(shí),固定墩的切向內(nèi)力大幅減少,彎矩和剪力分別減小約70%和50%,但各墩的徑向內(nèi)力均有增加,最大增幅約達(dá)10%,不能滿足橋梁的抗震要求;固定墩切向和徑向雙向、滑動(dòng)墩徑向隔震時(shí),固定墩的切向和徑向內(nèi)力均大幅減少,彎矩和剪力分別降低約73%和49%,同時(shí)各滑動(dòng)墩的徑向內(nèi)力也大幅降低40%～60%,減震效果明顯。

首先比較了現(xiàn)行的幾種保證連續(xù)梁橋順橋向抗震安全的減隔震措施,然后詳細(xì)介紹了同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系新近開發(fā)的雙曲面球型減隔震支座的抗震機(jī)理和構(gòu)造特點(diǎn),接著簡(jiǎn)要介紹、分析了對(duì)該支座進(jìn)行的抗震性能試驗(yàn)的研究結(jié)果,最后通過對(duì)一個(gè)11跨連續(xù)梁橋算例的抗震分析,表明這種減隔震支座非常適用于連續(xù)梁橋的減隔震設(shè)計(jì).

介紹了雙曲面球型減隔震支座的構(gòu)造特點(diǎn)和工作機(jī)理,表明其能夠滿足減隔震支座的三個(gè)基本要求,并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗震性能穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn).分析了在地震作用下該支座產(chǎn)生豎向位移的原因和影響因素,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果.通過對(duì)一個(gè)2跨連續(xù)梁橋算例的非線性時(shí)程反應(yīng)分析,表明此豎向位移對(duì)梁體的響應(yīng)不會(huì)有很嚴(yán)重的影響,該支座完全可以滿足連續(xù)梁橋的減隔震要求.

闡述了雙曲面球型減隔震支莊的工作原理及其力學(xué)特性,雙曲面球型;成隔震支座減隔震性能的主要影響參數(shù)為滑動(dòng)球面的摩擦系數(shù)和兩個(gè)球面的球心距。為了研究各參數(shù)對(duì)支座減隔震性能的影響,通過對(duì)-5跨連續(xù)梁橋模型的計(jì)算分析,得出在不同參數(shù)組合下橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),討論了各參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律,并對(duì)工程應(yīng)用中選取較優(yōu)的;成隔震支座參數(shù)提出了建議。

簡(jiǎn)要介紹目前橋梁減震、隔震技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合汶川大地震寶成鐵路清江7號(hào)大橋的受損情況,提出在高烈度地震區(qū)鐵路橋梁使用新型的軟鋼阻尼支座或摩擦擺式支座,當(dāng)強(qiáng)地震發(fā)生時(shí),剪斷支座中的止動(dòng)部件,消除墩頂固定支座的水平約束,通過軟鋼或摩擦擺消耗部分地震能量,改變橋墩振動(dòng)特性,使墩身及基礎(chǔ)的地震力響應(yīng)減小,達(dá)到減震效果。強(qiáng)震過后,將梁部就位,安裝止動(dòng)部件,橋梁即可正常使用。

1.1.1.雙曲面球型減隔震支座簡(jiǎn)介 雙曲面球型減隔震支座是國(guó)內(nèi)廠家在結(jié)合我國(guó)橋梁建設(shè)的實(shí)際情況下,通過 對(duì)技術(shù)上非常成熟的球型滑動(dòng)支座進(jìn)行改造而研發(fā)的，屬于摩擦擺式隔震支座。 該支座將普通球型滑動(dòng)支座的平滑動(dòng)面改為球面，結(jié)構(gòu)上包括一個(gè)具有滑動(dòng)凹球 面的上支座板、一個(gè)具有雙凸球面的中支座板和一個(gè)具有轉(zhuǎn)動(dòng)凹球面的下支座板， 滑動(dòng)球面和轉(zhuǎn)動(dòng)球面的摩擦副均由不銹鋼板和聚四氟乙烯板組成。 雙曲面球型減隔震支座有固定、活動(dòng)（單向和雙向）之分。其中固定雙曲面 球型減隔震支座的構(gòu)造如圖4-51所示。上支座板的頂面與梁體通過螺栓相連， 成為一個(gè)整體。上支座板下表面與中支座板的滑動(dòng)球面相切，中支座板下表面與 下支座板的轉(zhuǎn)動(dòng)球面相切，下支座板則與橋墩或蓋梁通過螺栓相連，成為一個(gè)整 體。環(huán)形套箍限位環(huán)與上支座板通過螺栓相連，包圍在下支座板外側(cè)，可以提供 正常使用下的水平承載力。在常時(shí)荷載作用

結(jié)合處于高烈度地震地區(qū)的某(48+4×80+48)m剛構(gòu)連續(xù)梁橋的工程實(shí)例,分析表明對(duì)高烈度區(qū)的長(zhǎng)聯(lián)多跨剛構(gòu)連續(xù)梁橋進(jìn)行常規(guī)抗震設(shè)計(jì)往往無法達(dá)到抗震設(shè)防目標(biāo)。應(yīng)用雙曲面球型減隔震支座進(jìn)行減震設(shè)計(jì),可以有效地降低抗震設(shè)計(jì)控制截面的內(nèi)力,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更容易滿足抗震規(guī)范的要求。同時(shí)分析了雙曲面球型減隔震支座的兩個(gè)主要參數(shù)摩擦系數(shù)和球心距對(duì)剛構(gòu)墩減震效果的影響。對(duì)于同一個(gè)球心距,剛構(gòu)墩墩底的順橋向彎矩響應(yīng)、墩頂?shù)捻槝蛳蛭灰祈憫?yīng)隨摩擦因數(shù)的增大而減小,橫橋向彎矩響應(yīng)、橫橋向位移響應(yīng)隨摩擦因數(shù)的增大而增大;對(duì)于同一個(gè)摩擦因數(shù),隨著球心距的增加,剛構(gòu)墩墩底的順橋向、橫橋向彎矩響應(yīng)以及墩頂?shù)臋M橋向位移響應(yīng)均呈現(xiàn)減小趨勢(shì),而剛構(gòu)墩墩頂?shù)捻槝蛳蛭灰祈憫?yīng)呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。

TJQZ-通橋8361鐵路橋梁球型支座安裝圖

華陽(yáng)特大橋?yàn)?09m+168m+109m的矮墩特大跨徑連續(xù)梁橋,由于其上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量與下部水平抗推剛度均很大,遭遇強(qiáng)震時(shí)水平地震慣性力巨大,將導(dǎo)致在常規(guī)設(shè)計(jì)思路下墩身、樁基尺寸和配筋難以滿足受力要求。為解決上述難題,在設(shè)計(jì)比選和論證中較好地引進(jìn)了減隔震技術(shù),對(duì)該橋采用雙曲面球型減隔震支座的抗震設(shè)計(jì)過程和心得進(jìn)行了論述。

橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的"關(guān)節(jié)"部件,是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其性能優(yōu)劣直接影響整座橋梁甚至整條線路的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)及使用壽命。對(duì)球型支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、材料選擇、生產(chǎn)加工控制及檢測(cè)試驗(yàn)等內(nèi)容進(jìn)行介紹,為球型支座在鐵路橋梁上的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

運(yùn)用結(jié)構(gòu)最優(yōu)化理論建立了考慮地震時(shí)車輛運(yùn)行安全性的鐵路簡(jiǎn)支梁橋減隔震體系優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,采用ansys中的一階優(yōu)化方法,在優(yōu)化過程中考慮結(jié)構(gòu)rayleigh阻尼系數(shù)的變化對(duì)減隔震體系的影響及土和基礎(chǔ)的相互作用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉛芯橡膠支座動(dòng)力設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過計(jì)算分析,得出了鉛芯橡膠支座動(dòng)力參數(shù)對(duì)橋梁地震響應(yīng)的影響規(guī)律:在應(yīng)用lrb對(duì)不同場(chǎng)地條件下的鐵路簡(jiǎn)支梁橋進(jìn)行減隔震設(shè)計(jì)時(shí),屈服后剛度與屈服前剛度比α對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)有重要影響。因此,可以采用改變屈服后剛度與屈服前剛度比α的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法,滿足橋梁地震響應(yīng)的要求。為了提高系統(tǒng)的優(yōu)化效率,在進(jìn)行減隔震支座優(yōu)化時(shí),行車安全性的約束可以在優(yōu)化過程外考慮,即在支座參數(shù)優(yōu)化解確定后,再進(jìn)行車輛地震輸入譜密度強(qiáng)度si值的驗(yàn)算。

本文將結(jié)合某橋梁，簡(jiǎn)要的介紹了彈塑性鋼減隔震支座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及減隔震的原理，通過結(jié)合有限元分析軟件建立全橋有限元模型，該模型是在e2的地震狀態(tài)下，分別針對(duì)橋梁是否采取減隔震支座而進(jìn)行地震動(dòng)力時(shí)程分析。

以某工程項(xiàng)目為對(duì)象,以50a10%超越概率e1(地震作用)和50a2%超越概率e2(地震作用)的地震動(dòng)加速度時(shí)程數(shù)據(jù)為輸入?yún)?shù)建立有限元模型來分析普通橡膠支座和雙曲面球形減震支座對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)抗震特性的影響作用。研究結(jié)果表明:e2地震力作用下,雙曲面球形減震支座下梁端橫向和縱向位移均大幅度下降,支座橫橋向位移增加,橡膠支座縱向位移增大而滑動(dòng)支座縱向位移減小,減隔震支座降低了相鄰主梁碰撞而造成結(jié)構(gòu)震害；e1地震力作用下,橋梁立柱和樁基結(jié)構(gòu)在橡膠支座和雙曲面球形減隔震支座下均不會(huì)發(fā)生基于結(jié)構(gòu)抗彎能力不足而導(dǎo)致基礎(chǔ)震害,但雙曲面球形減隔震支座下橋梁立柱底部和樁基彎矩均大幅下降；e2地震力下,橡膠支座的1#、2#橋墩立柱和1#、2#、3#、4#橋墩樁基結(jié)構(gòu)彎矩超過結(jié)構(gòu)的抗彎承載能力,橋梁立柱和樁基結(jié)構(gòu)均會(huì)發(fā)生嚴(yán)重破壞；雙曲面球形減隔震支座下橋梁立柱底部和樁基彎矩均大幅下降,低于橋梁立柱的抗彎承載力,橋梁結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞。

簡(jiǎn)介紹了目前常用的幾種減隔震支座，并闡述了摩擦擺減隔震支座的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)及工作原理。通過對(duì)某座市政橋梁的的抗震分析計(jì)算，對(duì)摩擦擺減隔震支座的減隔震性能進(jìn)行探討分析。

在橋梁地基與基礎(chǔ)之間設(shè)計(jì)\"一種用于橋梁基礎(chǔ)的減隔震支座\

　公路　2009年5月　第5期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　highway　may12009　no15 　文章編號(hào):0451-0712(2009)05-0160-03　　　　中圖分類號(hào):u443136　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b 長(zhǎng)大橋梁減隔震支座關(guān)鍵技術(shù)介紹 馮剛憲 (中船重工七二五所　洛陽(yáng)市　471039) 摘　要:介紹了雙曲面球型減隔震支座的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用情況。雙曲面球型減隔震支座主要由 上座板、中座板、下座板、上球面不銹鋼滑板、下球面不銹鋼滑板、上四氟滑板、下四氟滑板、抗剪螺栓及防塵密封裙等 幾部分組成。雙曲面球型減隔震支座的減隔震原理是,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生且橫向力超過給定值時(shí),抗剪螺栓被剪斷,支座的 橫向限位約束被解除,大半徑球面摩擦副橫向即可自由滑動(dòng),從而地

城際軌道交通連續(xù)梁球型支座安裝圖 圖號(hào)：gtqz-ⅱ(2009版) 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司橋梁處 洛陽(yáng)雙瑞特種裝備有限公司 二00九年十二月 目錄 序號(hào)圖號(hào)圖名頁(yè)次備注 1封面 2目錄1 3gtqz-ⅱ-sm-01設(shè)計(jì)說明(一)2 4gtqz-ⅱ-sm-02設(shè)計(jì)說明(二)3 5gtqz-ⅱ-sm-03設(shè)計(jì)說明(三)4 6gtqz-ⅱ-gd-01gtqz-ⅱ固定球型支座安裝圖5 7gtqz-ⅱ-hx-01gtqz-ⅱ橫向活動(dòng)球型支座安裝圖6 8gtqz-ⅱ-zx-01gtqz-ⅱ縱向活動(dòng)球型支座安裝圖7 9gtqz-ⅱ-dx-01gtqz-ⅱ多向活動(dòng)球型支座安裝圖8 設(shè)計(jì)說明 一、總則 本系列g(shù)tqz-ⅱ球型支座是根據(jù)武漢城市圈軌道交通建設(shè)要求而設(shè)計(jì)的一套圖紙，適用于設(shè) 計(jì)時(shí)速300km/h的城際軌道

交通基礎(chǔ)設(shè)施抗震減災(zāi)技術(shù)研討會(huì)交流材料 1 地震災(zāi)害對(duì)鐵路橋梁的影響 及其抗震設(shè)計(jì)與減隔震控制研究 李龍安 （中鐵大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司教授級(jí)高工，湖北武漢430050） 摘要：通過汶川大地震的多座典型橋梁的震害，分析了此次大地震對(duì)公路橋梁破壞重而對(duì)鐵路橋梁破壞較 輕的機(jī)理，根據(jù)鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從鐵路橋梁的抗震概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算設(shè)計(jì)、抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)等三個(gè) 方面著手，提出了鐵路橋梁各設(shè)計(jì)階段應(yīng)有主輔之分的抗震設(shè)計(jì)思想，指出了減輕鐵路橋梁震害的有效途 徑之一是采用減隔震控制技術(shù)。 關(guān)鍵詞：鐵路橋梁震害；抗震設(shè)計(jì)；減震控制技術(shù)；隔震控制技術(shù)；研究 1概述 2008年5月12日四川汶川發(fā)生8級(jí)強(qiáng)烈地震，作為災(zāi)后救援的生命線工程——道路 橋梁工程遭到全面破壞，使救援部隊(duì)不能按時(shí)到達(dá)災(zāi)區(qū)第一線，給國(guó)家、社會(huì)和人民的生命 財(cái)產(chǎn)帶來了巨大損失。 此次大地震雖過去了將近

通過汶川大地震的多座典型橋梁的震害,分析了此次大地震對(duì)公路橋梁破壞重而對(duì)鐵路橋梁破壞較輕的機(jī)理,根據(jù)鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從鐵路橋梁的抗震概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算設(shè)計(jì)、抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)等三個(gè)方面著手,提出了鐵路橋梁各設(shè)計(jì)階段應(yīng)有主輔之分的抗震設(shè)計(jì)思想,指出了減輕鐵路橋梁震害的有效途徑之一是采用減隔震控制技術(shù)。

近些年隨著地震的頻繁發(fā)生,使得一些鐵路橋梁的破壞比較嚴(yán)重,鐵路橋梁是交通的必要設(shè)施,若是在地震的過程中,一些鐵路橋梁遭到破壞,就會(huì)留下隱患,甚至阻斷交通.對(duì)于鐵路橋梁工程來說,它是一個(gè)投資較大的工程,施工條件比較復(fù)雜,工期長(zhǎng),當(dāng)受到巨大破壞時(shí),往往很難維修,所以在進(jìn)行鐵路橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí)一定要運(yùn)用減隔震技術(shù),從而提高鐵路橋梁的抗震能力.近些年,一些專業(yè)人士開始研究減隔震技術(shù)的應(yīng)用,研究鐵路橋梁減隔震的技術(shù)方法以及相關(guān)的參數(shù)分析,以便提高鐵路橋梁的抗震能力,本文就通過某鐵路橋梁在地震中受到破壞的案例進(jìn)行分析,從而根據(jù)案例了解鐵路橋梁減隔震技術(shù)應(yīng)用的重要性,對(duì)鐵路橋梁的減隔震設(shè)計(jì)方法與基本的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析.

介紹了鐵路橋梁局部損傷的原因和種類,并詳細(xì)闡述了利用電、光、聲、磁等無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)鐵路橋梁的局部損傷進(jìn)行檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)原理,為鐵路橋梁局部損傷的檢測(cè)提供了多項(xiàng)技術(shù)選擇。

橋梁支座