鉛芯橡膠支座在連續(xù)梁橋上的運用范文

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【摘要】本文以6×25m橋梁工程為背景，對該橋進行了非線性時程分析，并對比分析了普通板式支座橋梁和鉛芯橡膠支座減隔震橋梁的地震響應。結果表明：使用鉛芯橡膠支座后，橋梁順橋向和橫橋向各墩墩底剪力和彎矩都明顯減小；橋梁順橋向和橫橋向梁端位移也明顯減小；各墩墩頂位移也減小很多。鉛芯橡膠支座的使用，降低了橋梁地震響應，增強了橋梁在地震作用下的安全性。

【關鍵詞】普通板式支座；鉛芯橡膠支座；減隔震；非線性時程分析

1引言

隨著我國基礎建設的深入，單純的依靠橋梁結構抗震顯得越來越不合理，而且會導致結構尺寸越大，地震反應越大，很難達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的[1]。減隔震設計是指通過采用減隔震裝置盡可能地將結構或部件與可能引起破壞的地震地面運動或支座運動分離開來，大大減小傳遞到上部結構的地震力和能量[2]。鉛芯橡膠支座以其良好的減隔震性能及既能支承上部結構的重量又能提供彈性恢復力的優(yōu)點，被認為是中小跨度橋梁減隔震的較理想裝置，已得到了美國、日本、新西蘭和意大利等國家的高度重視和廣泛應用[3]。文獻[4]對鉛芯橡膠支座進行了動力實驗，表明鉛芯橡膠支座具有較好的滯回特性。本文以某高速公路環(huán)線6×25m的連續(xù)梁橋為背景，運用Midas/Civil軟件，對橋梁減隔震設計前后進行地震反應分析，比較分析了普通板式支座橋梁和鉛芯橡膠支座減隔震橋梁的地震響應，采用鉛芯橡膠支座在該橋上產生了很好效果。

2橋梁工況

該工程橋為6×25m的連續(xù)梁橋。本區(qū)地震抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.2g，設計地震分組為第一組，地震動反應譜特征周期值為0.35s，場地類型為Ⅱ類。計算中未減隔震橋梁采用普通板式支座，而減隔震橋梁采用鉛芯橡膠支座。

3橋梁計算結果及分析

3.1順、橫向地震作用下，橋梁各墩墩底剪力和彎矩比較對未減隔震和減隔震橋梁輸入順向和橫向地震波進行時程分析，得到橋梁結構順橋向和橫橋向的墩底剪力和彎矩。

3.2順、橫向地震作用下，橋梁順橋向和橫橋向梁端位移比較未減隔震和減隔震橋梁梁端位移比較。圖3（a）為三條地震波作用下，未減隔震橋梁和減隔震橋梁順橋向梁端位移比較；圖3（b）為三條地震波作用下，未減隔震橋梁和減隔震橋梁橫橋向梁端位移比較。可以看出，三條地震波作用下，未減隔震橋梁在使用減隔震鉛芯橡膠支座后，順橋向梁端位移均有所減小，由最大12.5cm減小為最大只有7.4cm。圖3（b）可知，三條地震波作用下，減隔震橋梁橫橋向梁端位移最大只有7.43cm。3.3順、橫向地震作用下，橋梁各墩墩頂位移比較對未減隔震和減隔震橋梁輸入順向和橫向地震波進行時程分析，得到橋梁相關順橋向和橫橋向各墩的墩頂位移（邊墩除外），如圖4。圖4（a）為地震作用下，未減隔震橋梁和減隔震橋梁順橋向各墩墩頂位移包絡值比較；圖4（b）為地震作用下，未減隔震橋梁和減隔震橋梁橫橋向各墩墩頂位移包絡值比較。從圖4可以看出，使用鉛芯橡膠支座后，橋梁順橋向和橫橋向各墩的墩頂位移均有所減小，減小了結構P-Δ效應的影響。

4結論

橋梁使用鉛芯橡膠支座后，橋梁順橋向和橫橋向各墩墩底的剪力和彎矩均有所減小，增加了橋梁的安全性；橋梁順橋向和橫橋向梁端位移也有所減小，不但可以減小由于位移過大引起的結構內力的影響，而且有利于防止落梁的發(fā)生，還可以節(jié)省伸縮裝置的尺寸；橋梁順橋向和橫橋向各墩的墩頂位移均有所減小，減小了結構P-Δ效應的影響。

【參考文獻】

[1]李衛(wèi)華.對高烈度區(qū)大跨徑橋梁減隔震設計的探討[J].交通建設與管理，2008,19（1）：116-117.

[2]范立礎,王志強.橋梁減隔震設計[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3]高亮亮,商耀兆.鉛芯橡膠支座高墩鐵路簡支梁橋減隔震特性的研究[J].鐵道建筑,2008,05：7-10.

[4]武田壽一.建筑物隔震防振與控振[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1997

作者：羅勇歡；陳國平；庾光忠；王偉強 單位：株洲時代新材料科技股份有限公司