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鉛芯橡膠支座在高墩橋梁上可以起到很好的隔震效果

橋梁橡膠支座  2019/5/30 9:49:00  787
内容摘要:随着我國交通事業的發展,高墩橋梁日益增多。按照傳統的設計理念,為了承受巨大的水平地震作用,不得不加大墩體的截面,而加大墩體的截面,通常又會增大地震慣性力,減少由于增大截面所取得的實際效果。筆者考慮了鉛...

随着我國交通事業的發展,高墩橋梁日益增多。按照傳統的設計理念,為了承受巨大的水平地震作用,不得不加大墩體的截面,而加大墩體的截面,通常又會增大地震慣性力,減少由于增大截面所取得的實際效果。筆者考慮了鉛芯橡膠支座的非線性特性和橋梁結構的相互影響,在建立了考慮土一基礎相互作用的有限元高墩簡支梁橋全橋動力分析模型的基礎上,探讨了鉛芯橡膠支座對地震響應的影響規律,為高墩考慮橋墩在線彈性範圍内工作和鉛芯橡膠支座的鐵路簡支梁橋的減隔震設計提供有意義的參考。

綜上,鉛芯橡膠支座的使用有效地減小了地震的能量輸入,增大了阻尼耗能,對橋梁各個墩的墩底彎矩、墩底剪力和墩頂位移都有一定的控制作用。其中在原大橋的基礎上改變模型,這樣可以使結論具有可比性。首先減小墩高,四個墩的墩高按比例減小為39m、50.5m、41.5m和26m,墩身連續變截面在設計地震作用下的最高減震率可達35.73%。最高墩4号墩的墩底彎矩、墩底剪力和墩頂位移減小量分别為21.9%、9.9%和24.7%;在罕遇地震作用下的單元的長度變為原來的一半,變截面尺寸、墩帽、上部結構和墩底約束保持不變;然後按同樣的方法增大墩高,墩身連續變截面單元的長度變為原來的1.5倍,四個墩的墩高增大為97m,模型的其他參數不變。

1、墩高對鉛芯橡膠支座的減震效果有較大的影響。墩高較小時,鉛芯橡膠支座的隔震效果較好;而墩高較大時,鉛芯橡膠支座的減震效果較差。當然,此處講的墩高大小是相對的,它們都屬于高墩的範疇,因為減小墩高後橋梁的主墩高度也達到50m以上。

2、随着地震強度的增加,減震率增加,說明鉛芯橡膠支座較适宜用于高烈度區。

3、鉛芯橡膠支座對地震波的頻率比較敏感,對不同頻率地震波的減震效果差别很大。在頻率相同而幅值不同的地震波作用下,鉛芯橡膠支座對結構的減震效果随地震波幅值的增大而增加,表明在大地震作用下,鉛芯橡膠支座能更好的發揮減震作用。

4、鉛芯橡膠支座能有效降低結構的地震反應,同時支座的滑移量(最大值為33.6cm,最大剪應變為97%)及梁端相對位移量均在設計允許範圍内。

5、墩高越矮,即下部結構越剛,隔震性能越好,反之越差。

墩高變化直接導緻橋梁動力特性的變化,主要是橋梁自振頻率的變化。墩高較小時橋墩較剛,橋梁自振周期較短,通過使用鉛芯橡膠支座,可明顯的延長橋梁的自振周期,這樣就可以避開地震的卓越周期,減小地震能量的輸入,從而減小橋梁的地震反應。墩高較大時橋墩較柔,橋梁自振周期較長,通過使用鉛芯橡膠支座,對橋梁的自振周期沒有明顯的影響,因此隔震效果也就較差。

鉛芯橡膠支座

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