大跨度铁路连续梁桥减隔震技术应用研究.pdf

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1、大跨度铁路连续梁桥减隔震技术应用研究郑晓龙，薛鹏，金怡新(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031)【摘要】大跨度连续梁桥由于常规设计为在一联梁只设置一个固定支座，在大震作用下固定墩承受较大的地震力而且固定支座往往会发生剪切破坏。针对这种情况提出应用减隔震技术对大跨连续梁桥进行分析研究。文章结合某(68+3×128+68)m连续梁桥的工程实例，探索速度锁定器、钢阻尼器及摩擦摆隔震装置在大跨度连续梁桥上的应用，为合理选择减隔震措施提供依据。大跨度连续梁桥受大震影响较大有采取减隔震措施的必要性，速度

2、锁定器、钢阻尼器和摩擦摆装置都能起到良好减隔震效果，但都有一定的局限性。【关键词】连续梁桥；速度锁定器；钢阻尼器；摩擦摆隔震装置【中图分类号】U441．3【文献标志码】A目前，国内外现有的绝大多数桥梁工程抗震设计规范只弹性状态，故桥墩和主梁均采用线性梁单元模拟。桥墩下端适用于中等跨径的普通桥梁，超过适用范围的大跨度桥梁采用弹簧刚度模拟桩土相互作用，土弹簧刚度见表1。桥墩的抗震设计则无规范可循⋯。我国公路工程抗震设计规范与箱梁之间用非线性弹簧连接模拟支座的作用。全桥计算只适用于主跨不超过150m的梁桥和拱桥

3、；而铁路工程抗震模型共用230个线弹性梁单元和6个支座弹簧单元，考虑相设计规范虽没有说明跨径范围，但说明“对特殊抗震要求的对比较高阶的振型影响。计算模型除了考虑结构本身自重建筑物和新型结构应进行专门研究设计”。大跨度桥梁的抗外，计入桥面二期恒载。震设计目前还没有一个统一标准。传统结构抗震设计是表1土弹簧刚度通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用，但是地震存在不可预测性，传统抗震方法设计的结墩号KxKyKxxKyyKzz构不具有自我调节能力，因此所设计结构可能不能满足安全l1．54E6

4、1．84E61E+l11．49E97．39E81E+ll性要求或者超出估计造成资源浪费。25．28E66．37E61E+114．O3E92．14E8lE+l1合理有效的减隔震措施能大大减小结构物在遭遇地震34．99E66．14E6lE+113．49E91．85E9lE+1l时受到的损坏，并能确保结构物和非结构物在遭受罕遇地震48．53E61．12E7lE+l12．6E91．39E9lE+11后仍具有完整性。本文结合桥梁工程实例探索分析速度锁定器、钢阻尼器及摩擦摆隔震装置在大跨连续梁桥上的应58．76E61

5、．14E71E+112．74E91．46E9lE+11用，为选择合理的隔震措施提供设计依据，也为相关的设计61．89E62．11E61E+117．82E94．52E9lE+11提供参考。1工程概况及有限元模型3减隔震装置介绍某(68+3×128+68)m连续梁桥，桥址场地类别为Ⅱ3．1速度锁定器类，最大墩高36．5m，主梁采用C55混凝土，墩身采用C40混速度锁定器LUD(Locke—UpDevice)的工作原理是：当凝土，主梁采用单箱单室变截面箱梁，跨中截面梁高44m，LUD缸体与活塞杆相对速度达到一定

6、值时即执行“锁定”功主墩支撑处梁高8．8m，全桥布置如图I所示。能，此时LUD将变成刚性连杆，连接活动主墩与梁体。在温度等因素引起梁体缓慢伸缩时，LUD处于自由活动状态，化解了可能带来的内力J。安装在桥梁上的LUD实物见图2。图1整桥布置实际上，LUD锁定与不锁定不是严格区分的，其内力大小与速度(而不是位移)直接相关。LUD工作原理与黏滞阻从左至右墩号依次为1～6，1墩为空心墩，其它墩为尼器相似，因此在进行分析时LUD元件将采用基于Maxwell实心墩；其中4墩为固定墩，其余墩为活动墩；1、6为变截模型的

7、阻尼器单元(Damper)进行模拟。只是在阻尼指数取面墩，其它为等截面墩。2分析模型[定稿日期]2014—10—30本项目计算以全桥为对象，考虑相邻桥孔之间的地震响[作者简介]郑晓龙(1976～)，男，桥梁工程工程硕士，应相互影响。根据设计意图，在地震作用下箱梁和桥墩保持高级工程师，主要从事桥梁设计与相关产品研发工作。142四川建筑第35卷3期2015．66。表4墩底纵向剪力计算结果kN4020地震超2％l0％63％{。越概率常规摩擦摆常规摩擦摆常规摩擦摆斟·20-4。1墩2036．6324377．274

8、1202．3613038．574489．2721680．327_602墩3986．6325341．2442353．6O83595．81494．0841918．893喜羔i辱孽璺鎏兰三善一窖萋一薹兰§暑墨N呈m嚣m善n虽芒蓥mm3墩3977．4635346．4262359．8683587．1141489．0511914．728单位：B(e)50年63％概率4墩l06l3．566202．3785322．6514201．925270