桥梁减震隔震技术和装置

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1、桥梁减震隔震技术和装置　　摘要本文主要阐述了桥梁减、震技术研究究现状，并介绍了当前桥梁几种主要减隔震支座类型。关键词减震；隔震；支座；阻尼中图分类号U44文献标识码A文章编号1674-6708（2013）95-0179-02我国是一个多发强震高发国家，其地理位置处于世界两大地震带欧亚地震带和环太平洋地震带之间。地震对公路尤其是桥梁造成的破坏，对抢险救灾交通要线影响甚大，桥梁的抗震设计日益受到工程师重视。而桥梁的减震、隔震技术是桥梁抗震设计的主要内容之一。随着对地震效应的逐步认识，桥梁的抗震设计走过了“以抗为主”向“抗放结合”的道路。桥梁减隔震装置逐渐有了标准，逐渐走向产品化。1桥梁减震

2、、隔震技术发展1.1单纯以强度设计为主的一阶段设计7我国桥梁的抗震设计，传统的方法是以强度设计为主，通俗讲，地震力有多大，桥梁的部件就有多强，不发生被破坏。相对于桥梁的支座设计，采用“静力设计”的方法，用地震峰值加速度乘结构的自重来确定地震区桥梁支座所要承受的水平力，桥梁支座本体及锚螺栓的抗剪强度也依照静力法设计。按这种方法设计时，当地震的动峰值较大时，支座所承受的地震水平力很大，有时可以达到支座竖向力的30%～40%，此时仅依赖于增加支座的结构尺寸来抵抗地震力，无论对支座本身还是对桥墩的受力，都是不利的。1.2两水平设防和两阶段抗震设计方法2008年汶川地震后，我国修订了《公路桥梁抗

3、震设计细则》，桥梁构件采用两阶段设计和两水平设防的方法。即第一阶段的抗震计算与设计时，采用传统的弹性力学方法，第二阶段的抗震设计，允许桥梁墩柱、结点等构件通过变形、位移，来耗散地震的能量，使力的能量转换为位移。通过对我国邢台、唐山、汶川的地震震灾分析与研究，逐步认识到了地震具有发生频率不同的特点，即多种地震频率的危害特点。采用分类设防和分阶段设计思想，使桥梁的抗震设计做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”。小、中地震的发生，其频率相对高些，地震作用造成的结构构件的损伤而不影响其使用功能，结构仍处于弹性状态下，按极限法其强度极值作为其设计的原则。对于发生概率比较低的大地震，按一种种突发的特

4、殊荷载来进行设计，如果仍要求结构构件仍处于弹性工作阶段，抵抗这种大的地震作用，在经济上合不来。在这种设计状态下，应当允许结构构件产生塑性变形、位移，甚至造成一定的有限度损伤，产生塑性较，但不至于造成桥梁的倒塌。这样设计满足了“大震不倒”的要求，与现有的建筑抗震设计思想一致。71.3减隔震支座是桥梁减隔震技术主要装置支座是上下部连接构件，通过设置减震、隔震支座，可大大改善桥墩的地震受力时状态，更有效的抵抗地震力的作用，而不出现局部或整体的破坏，并且在地震过后仍具备一定的残余抗力。它是满足正常使用功能的前提下，通过延长周期、消耗地震能量、降低结构相应达到抗震目的。通过设计合理的减隔震装置，

5、使桥梁的大部分耗能、塑性变形集中于这些装置，在E2水平地震作用下，支座发生大的塑性变形和存在一定的残余位移，而结构的其他构件（墩柱、结点等）基本为弹性或有限塑性，从而保证桥梁主要构件（柱、梁）安全。减小地震响应的设计思想采取的方法：1）通过增加阻尼，减小支座位移；2）通过增加支座位移，延长结构基本周期，减小力的作用；3）结合以上两种情况，即增加阻尼和延长结构基本周期两项效应组合。1.4开展的减隔震支座产品标准研究情况经过历次地震经验与技术人员研究和开发，为满足公路桥梁减隔震设计，研究人员开展了弹塑性钢隔震支座、摩擦摆式隔震支座、铅芯橡胶支座以及高阻尼橡胶支座研究工作，目前在公路、高速铁

6、路以及市政桥梁上应用很多。交通部已经颁布的减隔震支座产品标准有：JT/T842-20127公路桥梁高阻尼橡胶隔震支座、JT/T822-2011公路桥梁铅芯橡胶隔震支座。研究人员开展的摩擦摆式隔震支座标准和弹塑性钢隔震支座的研究的部颁标准的草稿也已基本完成，处于报批阶段。总之支座的产品标准逐步走上规范化道路。欧洲标准化委员会颁布于2009年11月颁布了EN5129-2009《减隔震装置》标准。该标准对减隔震支座和装置给出了其设计参数与分类。2减震隔震支座的种类及特征2.1刚性连接装置刚性连接装置是减震隔震装置的一种形式，通常采用限制装置的一个或多个方向的位移，原则上他们不应该具有任何水平

7、方向的变形性能。常用的刚性连接装置可以分为永久连接装置、熔断保护装置和临时（动态）连接装置几种。2.2弹塑性钢阻尼装置弹塑性钢阻尼装置又称钢滞变阻尼器或软钢阻尼器。主要是利用金属在进入塑性状态后具备良好的滞回特性，并在塑性滞回变形过程中吸收大量能量的原理制造的一种减震装置，这种装置具有形状设计自由、易加工，维修费用低等优点，同时软钢阻尼装置还具有阻尼特性稳定、阻尼比受温度影响小、阻尼比高等优点。依照软钢阻尼器在耗能时的主要受力状态可以将其划分为