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南汇隔震支座在路桥工程中的检测

双林橡胶  2020/8/20 11:06:11  4434
内容摘要:地震作为一种危害性巨大的自然灾害,严重制约着我国经济社会的健康发展。在当前,路桥工程行业中隔震橡胶支座是应用最广泛、效果最好的隔震技术产品,能够有效地隔离地震发生时候的能量,减少地震对路桥结构到的损伤...

地震作为一种危害性巨大的自然灾害,严重制约着我国经济社会的健康发展。在当前,路桥工程行业中隔震橡胶支座是应用最广泛、效果最好的隔震技术产品,能够有效地隔离地震发生时候的能量,减
少地震对路桥结构到的损伤,这也要求相关工作人员和专家不断完善隔震技术,最大限度减少地震给桥梁带来的消极影响。

一、某路桥工程概况

某路桥工程是位于两个城市之间的互通立交连接线上的桥梁。桥梁位于A市东郊3公里处,原来进行使用的旧桥梁的承载能力已经跟当下社会发展和其他民生工程发展的需要脱节,需要在拆除之后进行重新建设成上下品行的新桥。在设计方案中,两座桥都需要进行分隔带的设置,桥梁的跨径为16m,总共有3个孔,桥梁的整体长度为64m。桥梁的中板宽度约为1.54m,边板宽度为1.79m,分隔带板宽度为2.48m。设计工程师在设计工作中,重点考虑了纵向接缝的问题,提出应用隔震橡胶支座的方式来增强桥梁的抗震能力,延长桥梁的使用寿命。

二、路桥工程隔震橡胶支座的概述

隔震橡胶支座作为支撑整个路桥工程隔震功能的关键环节,其隔震性能的高低直接关乎着整个桥梁的安全性。在我国,路桥工程行业中应用到的隔震橡胶支座主要有普通天然橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座以及铅芯橡胶隔震制作三种。在路桥工程行业中,隔震橡胶支座通常是圆柱型结构,在这个结构中,橡胶和钢板交替层叠,并通过硫化工艺将其结合。

在隔震橡胶支座的结构中,钢板能够对橡胶起到一定的承载和束缚的效果,这样一来,隔震橡胶支座能够具备一定程度的承载能力,从而在地震发生的时候减轻桥梁直接面临地震的能量冲击,尽可能的
减少路桥的变形。此外,在隔震支座的结构中另外一个最有特色的就是钢板的设置跟支座的水平柔性能够很好地兼容,这样一来,有效的降低了隔震橡胶支座的水平刚度,在地震发生的过程中,能够在一定程度上延长地震的自振周期,从而起到对桥梁的隔震效果。考虑到地震的实际情况,一般在橡胶支座的设计制造过程中,往往要保证竖向刚度达到足够大、水平刚度足够小的效果,二者的刚度相差也在几百倍到上千倍之间。

三、隔震支座在路桥工程中的应用以及检测

(一)隔震支座在路桥工程中的应用

隔震支座在路桥工程中的应用,下面结合某工程实际情况从五个方面来进行探讨:

1 竖向变形特性。地震产生的纵波是对桥梁造成损坏的一个重要因素之一,因此,隔震支座在路桥工程中应用的时候,设计人员在设计的时候也将隔震支座承载能力范围考虑在内,其竖向承载能力就跟
弹簧的伸缩功能比较类似。因此,在地震发生的时候,隔震支座能够有效地减少地震纵波的能量对桥梁的损坏。就拿某路桥工程来说,考虑到其跨度和长度,在利用隔震支座的同时,设置好阻尼器钢拉索,极大地提高桥梁竖向刚度。

隔震支座

2 水平变形特性。地震发生时候产生的横波也是造成桥梁横向拉开的一个重要因素之一,在我国路桥工程行业中,当橡胶隔震支座的竖向刚度保持一定的时候,水平承载能力曲线是呈现出线性的,滞回
曲线的等价阻尼比约在2%左右;对于铅芯橡胶隔震支座来说,当水平位移增大的时候,滞回曲线的等效刚度会在一定程度上减小,同时地震产生的能量也会有一部分转化成为铅芯橡胶隔震支座的热能;对于高阻尼橡胶隔震支座来说,其等价阻尼比趋向于常数,同时,隔震支座的等效刚度跟水平位移的大小是呈反比关系的。就拿上文讲到的某路桥工程来说,施工过程中,充分考虑到整个桥梁因跨度产生的应力,在使用高阻尼橡胶隔震支座的同时,设置好相应的钢拉索,来对整个路桥工程提供相关的侧向支撑力,与此同时还能够增加阻尼,在此基础上,隔震支座设计的最大位移271mm。

3 拉伸性能。在地震等级特别高的时候,隔震支座在一定程度上会产生水平方向的变形,从而导致拉应力的产生,在我国路桥行业中,结合设计经验和路桥工程的实际情况,在隔震橡胶支座的设计工作中,一般都是将其拉应力控制在2.0MPa之内[3]。在该路桥工程隔震支座应用中,其拉应力为1.6MPa。

4 耐久性。橡胶隔震支座在路桥工程的应用中,必须要严格考虑到路桥工程的使用年限,防止出现桥梁使用年限未到期的过程中隔震支座的隔震功能失效的情况。因此,在道路桥梁工程使用橡胶隔震支座的时候,必须要充分考虑当地地震发生的频率情况、地震的级数情况以及环境大气的情况,采用承载能力符合要求、回弹性能良好的、刚度合适的、阻尼较高的隔震支座。在该工程中,考虑到桥梁所处区域地震发生频率不是很高,而且根据以往的记录,发生地震级数也都不超过2级,因此在选择隔震支座的时候,主要还是看其耐久性,确保其使用年限能够达到50-70年。

5 剪切特性相关性。橡胶隔震支座在桥梁工程应用的时候,必须要考虑的一个关键因素就是其剪切特性。因为在不同路桥工程中,隔震支座的压应力、温度、加载次数等都不相同。尤其在剪应变这一环节中,隔震支座的水平等效刚度跟剪应变的变化情况是呈现出非线性的规律,因此在路桥工程中尤其需要对隔震支座的水平等效刚度加以重视。

(二)隔震支座安全施工要注意的几个方面

其一,要做好对隔震支座的防护工作,在施工之前,要对隔震支座的上下表面进行防锈处理,同时,其侧表面要做好防老化处理,这样能够有效的延长隔震支座的使用年限[4];其二,在隔震支座安装过程中,要确保链接钢板处于水平位置,水平度必须要严格控制在0.2%之内,在此基础上,要严格保证隔震支座在钢承台上安装的垂直;其三,考虑到隔震支座上下两端直径的差异性,在安装过程中要保证直径小的那一端朝上,同时,要严格按照相关要求来确保隔震支座在钢板内的嵌入深度,保证其稳固性符合安全要求;其四,在隔震支座安装成功后,要对其进行严格的检测,检测后符合安全要求才能够进行验收,同时,要对检测结果进行记录。

(三)南汇隔震支座在路桥工程中的检测

在隔震支座安装完毕后,要对隔震支座的防震功能进行检测,确保其符合工程的要求。检测工作主要是通过三维空间杆系模型来对该桥梁工程进行模拟,进而对隔震支座的防震效果进行全面的了解。根据检测工作后的结果,隔震支座在罕见地震发生的情况下,其最大的几何平均位移为73.2mm,远远小于隔震支座设计的最大位移271mm,同时,墩顶发生的位移剪力等参数也都在设计要求允许的范围之内,因此,该隔震支座符合该路桥工程的设计要求,也就是说隔震支座的应用是完全适合该路桥工程的安全需要。

我国作为一个多地震国家,在对以往隔震技术和经验不断总结的基础上,强化隔震支座在道路桥梁行业中的应用,不断提高桥梁的抗震等级,严格做好隔震支座的检测工作,只有这样才能够真正将隔震支座的功效最大化的发挥出来,才能够保证人们的生命财产安全,才能够推动我国经济社会的不断发展。

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