连续梁桥耗能减震设计新方法.pdf

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1、72低温建筑技术2010年第9期(总第147期)连续梁桥耗能减震设计新方法李名佳，高日，李承根(1．北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044；2．铁道第一勘察设计院集团有限公司。西安710043)【摘要】通常，连续梁桥梁体的质量比较大，这样无疑要加大桥墩及桩的尺寸来抵御地震作用。本文提出的关于连续梁桥减震设计的构思，是利用耗能减震原理和支座功能分离的思想，采用防屈曲耗能支撑来承受并减小连续梁桥巨大的纵向水平地震力，而支座只承受竖向力，使得连续梁桥更有效的抵御地震作用。【关键词】连续梁桥；减震；支座功能分离；防屈曲耗能支撑【中图分类号】TU352．1

2、【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)09—0072—021桥梁减隔震支座存在的问题及支座功能分离设计理念桥梁的震害主要有上部结构的破坏、支座的破坏、下部结构和基础的破坏。汶川地震引发的铁路桥梁震害调查表明，铁路桥梁的主要破坏形式为支座破坏和桥墩开裂或偏位。作为连接梁体与桥墩的重要部件，支座成为本次地震极易破坏的薄弱环节。由于所调查的桥梁支座不具备减震褪一功能，梁体的地震力全部由支座传递给桥墩。这个过程中，压力巨大的地震力或者导致支座破坏，或者导致桥墩受损。因此，铁路桥梁使用减隔震支座对提高桥梁体系的抗震能力图1普通中心支撑与防屈曲支

3、撑的滞回曲线对比尤为重要。但是，目前采用的减隔震支座或装置要么由于其竖向“十”字形或“工”字形，钢套管主要有方钢管或圆钢管，二者承载力不高，特别是其刚度不能满足铁路车辆高速正常运组合可构成多种不同的支撑截面形式。行的要求，要么就是由于其减震控制过程过于复杂，不能满防屈曲耗能支撑因其良好的耗能减震性能已经越来越足工程需要的耐久性和可靠性，因而很难在铁路桥梁中应多的应用于各种建筑结构中，比如台北阳明山文化大学体育用。所以说，要想达到理想的减隔震效果，特别是对于铁路馆，斜撑装设96支双截面型防屈曲耗能支撑；北京银泰中心桥梁来说，既要求有足够的刚度保证列车高速平

4、稳运行，又主塔楼，设备层的伸臂斜杆用防屈曲支撑代替；西部机电科技要求有足够的变形能力来有效降低地震力的作用水平，应商务中心，整个结构采用钢框架～支撑体系，防屈曲耗能支撑该说是铁路桥梁减隔振技术的最关键问题之一。的作用是结构的抗震性能和安全性得到明显的提高。支座功能分离的减震设计理念-l。是采用一种耗能性防屈曲耗能支撑虽然在建筑结构中有广泛的应用，但在能良好的构件，设置在桥梁的适当部位，将桥梁固定支座改桥梁中的应用却很少见到。支座功能分离的思想让人联想到为活动支座，在正常使用状态下，梁体传来的竖向反力及梁利用其良好的耗能减震性能，将其应用于连续梁桥的减震中

5、。端的转角仍由支座实现，但梁体的水平反力及水平位移则连续梁桥具有结构刚度大、变形小、梁体质量大的特由耗能装置来控制。地震发生后，梁体地震水平力将通过点，尤其是铁路连续梁桥，梁体的质量非常大，支座和桥墩耗能装置传至桥墩。通过对耗能减震构件的精细化设计和都要承受很大的地震水平力。对连续粱桥的空间地震反应制造，使铁路连续梁桥在正常运营下满足列车对桥梁刚度分析表明，由于连续粱桥一般只设置一个固定墩，地震荷载的使用要求，在强震下有效地降低地震力。作用下，纵桥向的地震荷载的绝大部分均由设置在固定墩2防屈曲耗能支撑应用于连续梁桥的减震构思上的固定支座来承受，因此固定墩

6、处于十分不利的受力状防屈曲支撑是一类特殊的中心支撑，是中心支撑和金属态。如果一味要求固定墩满足强度要求、在弹性范围内工屈服型耗能器的结合体，可用于钢结构耗能减震设计，近年来作，不仅是不经济的，而且也没有必要。利用减隔震支在国内外尤其是日本和美国的研究与应用逐渐增多。在发生座，则会出现无法满足刚度要求、竖向承载力不足、破坏后中震和强震时，中心支撑会受压屈曲和受拉屈服，由于受压屈难以修复等诸多问题。而应用防屈曲耗能支撑则会有效的曲不利于耗能减震，为了弥补中心支撑这一缺陷，采用防屈曲解决这些问题。支撑避免支撑屈曲的思想运应而生。从普通的中心支撑与防如图2所示，

7、将防屈曲耗能支撑配合支座使用，使得支座届曲支撑的滞回曲线对比(图1)可看出，防屈曲支撑的滞回只承受竖向荷载，而防屈曲支撑与梁体和桥墩相连时在竖向曲线相对饱满得多，其耗能能力远大于普通支撑。留有一定的空隙，使其不承受竖向力，只承受纵向的水平力。防屈曲支撑一般包括核心单元、屈曲约束单元和无黏在正常使用状态下，防屈曲支撑应处于线弹性状态，保结膨胀材料3部分，核心单元和屈曲约束单元之问由无黏结证桥梁的正常使用，在地震作用下，防屈曲支撑应达到屈服膨胀材料和间隙隔开。约束屈服段截面主要有“一”字形、点，产生塑性变形来消耗地震能量，并且应注意保证支撑不李名佳等：连续梁

8、桥耗能减震设计新方法73纵桥向内核“十字形”支撑承受竖向力外钢图3600ram防