铅芯橡胶支座在简支梁桥减隔震设计中的应用

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1、2011年第4期西南公路XINANGONGLU铅芯橡胶支座在简支梁桥减隔震设计中的应用宋雷贺立新（四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院成都610041）【摘要】在高地震烈度区，减隔震设计逐渐成为桥梁结构抗震设计的重要方法。以水晶大桥为例，对使用了铅芯橡胶支座的减隔震方案与传统的抗震方案进行了分析比较，并考虑了地基土桩土作用效应，验证了在高地震烈度区使用铅芯橡胶支座对桥梁有较好的减隔震效果。【关键词】铅芯橡胶支座；简支梁桥；减隔震；桩土作用+【中图分类号】U442.55【文献标识码】B景区雪山梁子隧道工程中的一座大桥，地理位置见0引言图1。“5·12”汶川大地震中公

2、路桥梁遭受了严重的震害，极大影响了救灾和灾后重建。如何有效地减小地震后桥梁结构损伤，是保证公路生命线的安全与畅通的关键。理论分析和实践证明，通过减隔震设计，可有效地减小桥梁结构的地震响应。桥梁隔震技术在国内外得到广泛的运用，如日本静岗县横跨Keta河的宫川大桥；美国第一座采用隔震技术新建图1项目地理位置图的Sexton桥；以及我国连接澳门与珠海的澳凼第三大桥、厦门同安湾大桥、汕头海湾二桥等都是隔震技桥梁上部采用3×25+3×25m预应力砼简支T梁。术应用于桥梁成功的例子。本文以水晶大桥为例，下部结构采用钢筋混凝土变截面圆柱墩，最大墩高计算分析铅芯橡胶支座用于简支梁桥

3、的减隔震效果。32m；两岸采用桩柱式桥台，桥梁墩台采用钻孔灌注摩擦圆柱桩基础。本桥平面部分位于R=260m、1工程概述Ls=40m的圆曲线的缓和段内；纵面位于i=-2.8%的下水晶大桥为四川阿坝州松潘县境内川主寺-黄龙坡段内。桥型图如图2所示。桥型布置桥起：K5+377.5桥止：K5+534.515700川主寺3×2500=75003×2500=7500黄龙图2水晶大桥桥型图222011年第4期西南公路XINANGONGLU宋雷，贺立新：铅芯橡胶支座在简支梁桥减隔震设计中的应用本桥位于高地震烈度区，根据该项目《地震安本桥沿桩长每5m间距设置弹簧单元，采用全性评价报告

4、》的结论[1]：场地区50年超越概率为Combin14单元模拟土弹簧，通过地基土动m值折算为铅芯橡胶支座在简支梁桥减隔震设计中的应用10%的地震烈度值8.1度，桥址位于东门沟次级断裂等效弹簧单元刚度计入桩土作用，桩底按固接处带附近，桥位处地形呈“V”字形，桥墩高度差异较理，桩土作用简化模型及有限元模型见图4。宋雷贺立新大大，桥位处下覆卵（砾）石厚度大，其结构形式z墩柱（四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院成都610041）对抗震不利。因此本桥通过减隔震设计来延长桥梁Hx地面线y的自振周期，增加桥梁结构阻尼，从而降低桥梁地1Lk12桩基震力，并与传统抗震设计方案进行

5、对比分析。Lk2【摘要】在高地震烈度区，减隔震设计逐渐成为桥梁结构抗震设计的重要方法。以水晶大桥为例，L3k注：k,k,k分别为x和y方3123对使用了铅芯橡胶支座的减隔震方案与传统的抗震方案进行了分析比较，并考虑了地基土桩土作用效应，向上的抗拉压弹簧刚度2全桥有限元模型及边界条件处理验证了在高地震烈度区使用铅芯橡胶支座对桥梁有较好的减隔震效果。图4桩土作用简化模型及有限元模型【关键词】铅芯橡胶支座；简支梁桥；减隔震；桩土作用2.1全桥有限元模型+【中图分类号】U442.55【文献标识码】B采用通用有限元程序ANSYS对该桥进行抗震计（2）支座及伸缩缝：算，用空间梁

6、单元beam44模拟预应力混凝土简支T设计桥梁时，应根据支座所受荷载及位移等的#梁，用beam189梁单元模拟桥墩及桩基；二期恒载采要求来选择隔震支座的规格及水平参数。本桥3墩位景区雪山梁子隧道工程中的一座大桥，地理位置见用平均密度加入梁体中；非隔震板式支座采用于伸缩缝处，设置GYZF4250×450×49四氟滑板橡胶0引言图1。combin14单元模拟。对于隔震结构考虑桥墩与梁之间支座，其余桥墩上设置D370mm铅芯橡胶支座，其剪“5·12”汶川大地震中公路桥梁遭受了严重的纵桥向的隔震，采用非线性摩擦滑移单元combin40模切屈服力Q=81kN，一次刚度K=18

7、518.5kN，屈服后y1震害，极大影响了救灾和灾后重建。如何有效地减拟铅芯橡胶支座。全桥有限元模型单元模型见图3。的二次刚度K=2777.8kN/m。分析中采用双直线支座2小地震后桥梁结构损伤，是保证公路生命线的安全模型（见图5）。与畅通的关键。理论分析和实践证明，通过减隔震F设计，可有效地减小桥梁结构的地震响应。桥梁隔k2震技术在国内外得到广泛的运用，如日本静岗县横保Q护Qy跨Keta河的宫川大桥；美国第一座采用隔震技术新建钢-橡胶复胶合材料体图1项目地理位置图k1k的Sexton桥；以及我国连接澳门与珠海的澳凼第三大e一层钢板一层橡胶桥、厦门同安湾大桥、汕