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铅芯橡胶支座在高墩桥梁上可以起到很好的隔震效果

桥梁橡胶支座  2019/5/30 9:49:00  1393
内容摘要:随着我国交通事业的发展,高墩桥梁日益增多。按照传统的设计理念,为了承受巨大的水平地震作用,不得不加大墩体的截面,而加大墩体的截面,通常又会增大地震惯性力,减少由于增大截面所取得的实际效果。笔者考虑了铅...

随着我国交通事业的发展,高墩桥梁日益增多。按照传统的设计理念,为了承受巨大的水平地震作用,不得不加大墩体的截面,而加大墩体的截面,通常又会增大地震惯性力,减少由于增大截面所取得的实际效果。笔者考虑了铅芯橡胶支座的非线性特性和桥梁结构的相互影响,在建立了考虑土一基础相互作用的有限元高墩简支梁桥全桥动力分析模型的基础上,探讨了铅芯橡胶支座对地震响应的影响规律,为高墩考虑桥墩在线弹性范围内工作和铅芯橡胶支座的铁路简支梁桥的减隔震设计提供有意义的参考。

综上,铅芯橡胶支座的使用有效地减小了地震的能量输入,增大了阻尼耗能,对桥梁各个墩的墩底弯矩、墩底剪力和墩顶位移都有一定的控制作用。其中在原大桥的基础上改变模型,这样可以使结论具有可比性。首先减小墩高,四个墩的墩高按比例减小为39m、50.5m、41.5m和26m,墩身连续变截面在设计地震作用下的最高减震率可达35.73%。最高墩4号墩的墩底弯矩、墩底剪力和墩顶位移减小量分别为21.9%、9.9%和24.7%;在罕遇地震作用下的单元的长度变为原来的一半,变截面尺寸、墩帽、上部结构和墩底约束保持不变;然后按同样的方法增大墩高,墩身连续变截面单元的长度变为原来的1.5倍,四个墩的墩高增大为97m,模型的其他参数不变。

1、墩高对铅芯橡胶支座的减震效果有较大的影响。墩高较小时,铅芯橡胶支座的隔震效果较好;而墩高较大时,铅芯橡胶支座的减震效果较差。当然,此处讲的墩高大小是相对的,它们都属于高墩的范畴,因为减小墩高后桥梁的主墩高度也达到50m以上。

2、随着地震强度的增加,减震率增加,说明铅芯橡胶支座较适宜用于高烈度区。

3、铅芯橡胶支座对地震波的频率比较敏感,对不同频率地震波的减震效果差别很大。在频率相同而幅值不同的地震波作用下,铅芯橡胶支座对结构的减震效果随地震波幅值的增大而增加,表明在大地震作用下,铅芯橡胶支座能更好的发挥减震作用。

4、铅芯橡胶支座能有效降低结构的地震反应,同时支座的滑移量(最大值为33.6cm,最大剪应变为97%)及梁端相对位移量均在设计允许范围内。

5、墩高越矮,即下部结构越刚,隔震性能越好,反之越差。

墩高变化直接导致桥梁动力特性的变化,主要是桥梁自振频率的变化。墩高较小时桥墩较刚,桥梁自振周期较短,通过使用铅芯橡胶支座,可明显的延长桥梁的自振周期,这样就可以避开地震的卓越周期,减小地震能量的输入,从而减小桥梁的地震反应。墩高较大时桥墩较柔,桥梁自振周期较长,通过使用铅芯橡胶支座,对桥梁的自振周期没有明显的影响,因此隔震效果也就较差。

铅芯橡胶支座

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