大跨度连续梁拱组合体系桥梁减震设计

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1、大跨度连续梁拱组合体系桥梁减震设计　　摘要：本文对大跨度连续梁拱组合体系桥梁的震动易受损位置的特点进行了分析，对有利于此类桥梁抗震设计的合理塑性铰出现的顺序进行了研究，对桥梁地震位移所响应的控制机理和两种具体的位移控制装置进行了简要的介绍，并对两种位移控制装置进行了分析，阐述了大跨度连续梁拱组合体系桥梁的减震设计方法。Abstract：Thispaperanalyzesthecharacteristicsofthevulnerablepositionforvibrationoflargespancontinuousbeam-archcompositesystembridges，stu

2、diesthereasonableappearanceorderofplastichingewhichishelpfulforthiskindofbridgeseismicdesignandbrieflyintroducesthecontrolmechanismofbridgeseismicdisplacementandtwospecificdisplacementcontroldevices.Thetwodisplacementcontroldevicesareanalyzed.Theseismicdesignmethodoflargespancontinuousbeam-arch

3、compositesystembridgesisexpounded.关键词：粘滞阻尼器；弹性连接装置；减震设计；梁拱组合体系Keywords：viscousdamper；elasticcoupling7device；seismicdesign；beam-archcompositesystem中图分类号：U442.5文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）26-0119-020引言梁拱组合体系桥梁是特殊形式桥梁的一种，既有梁桥的特点也有拱桥的特征。梁拱组合是一种新的结构体系，可以将梁和拱在受力状态时的优越性充分的显现出来。从结构的内部受力状态观察，通过荷载在梁和拱中所产生

4、的内部力量大多数可以转换成梁和拱之间的自平衡体系相互作用的力。梁的轴向拉力和拱的水平推力可以相互作用，梁和拱的界面总弯矩等效为通常以梁拉和拱压的形式受力，拱压力的纵向分力主要是剪力。7天津杨村（现武清县）的双龙桥是我国公路桥梁历史中第一座将梁拱相结合的桥梁，于1922年建成，是三孔跨径为20m的下承式钢筋混凝土结构的梁拱组合桥。随着我国桥梁设计的手段和理论的不断发展，出现了各种形式的梁拱相结合的桥梁体系。由于连续梁拱组合体系的桥梁具有结构轻盈美观、施工干扰较小、动力性能较好、结构刚度较大等特点，在桥梁设计中得到了广泛的应用。三跨连续梁拱组合体系桥梁主要应用在较大跨度的桥梁设计当中，可

5、以设计成外部没有推力的结构，适用于地基为软土的地区，在60m-200m跨度的范围中使用较为广泛。由于我国处于多地震带上，在设计大跨度桥梁时需要注意桥梁的抗震安全作用，所以本文对大跨度连续梁拱组合体系桥梁在地震中容易受到损坏的位置特点和减震装置进行了分析，提出大跨度连续梁拱组合体系桥梁的减震设计方案。1梁拱组合体系桥梁已受损位置的特点7由于连续梁拱组合体系桥梁的内部受力结构较为复杂，所以应将抗震的重点放在桥梁的支座和下部结构等容易受到损害的位置。连续梁拱组合体系的桥梁振动特点和梁、墩的约束形式、地震的相应有关，横桥向各个墩都应设置横向的限位支座，如发生横向地震，可以通过各个墩进行分担地

6、震力。顺桥向，由固定墩对地震力进行单独的承担。所以当顺向、横向的地震力产生时，桥梁体系都会发生损坏。连续梁拱组合体系桥梁的主要抗震薄弱部位是桥墩与桥体的连接位置、桥墩的基础位置和桥墩自身，在连续梁拱组合体系桥梁抗震的设计中应严格重视。按照能力设计原理，一般将使用在抗地震侧向力的钢筋混凝土桥墩设计为延性构件形式，其余构件设计为弹性构件形式。但是由于桥墩的设计需要考虑恒载等静力的荷载情况，截面能力的设计需求较强，很难进入塑性。而支座在受到震动后较为容易更换，维修的费用较低，所以应将支座作为第一顺序的塑性铰，桥墩作为第二顺序的塑性铰，不仅可以降低维修时所需要的费用，还可以确保能力保护构件的

7、安全。所以在地震的作用中，应允许支座剪切破坏用来保护其余的构件，同时支座的水平剪切强度应按照地震响应进行设计，确保支座在地震时可以按照要求进行剪切破坏作用。使用允许支座剪切破坏的方法可以将上部结构对下部结构的影响进行释放，对桥梁构件在地震中不受到破坏影响进行保护，但是需要付出的代价较比上部结构位移增加，所以应设置一定的装置对上部结构的过大位移进行控制，并提供一定的恢复能力。2位移控制装置和机理使用允许支座剪切破坏方式会使梁端发生较大的地震位移，有两种方法可