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西藏桥梁隔震支座的设计与防护施工

双林橡胶  2020/9/8 11:35:07  1544
内容摘要:常用的桥梁减隔震装置有柔性支承装置和阻尼装置两种类型,其中橡胶支座是应用最广、实用性最好的一种柔性支承装置。橡胶支座由薄钢板和薄橡胶板交替叠合经高温硫化粘结而成,所采用的橡胶一般有天然橡胶和氯丁胶。由...

常用的桥梁减隔震装置有柔性支承装置和阻尼装置两种类型,其中橡胶支座是应用最广、实用性最好的一种柔性支承装置。橡胶支座由薄钢板和薄橡胶板交替叠合经高温硫化粘结而成,所采用的橡胶一般有天然橡胶和氯丁胶。由于在橡胶层中加设夹层薄钢板,而且橡胶层与夹层钢板紧密粘结,当橡胶支座承受垂直荷载时,橡胶板的横向变形受到约束,使橡胶支座具有很大的竖向承载力和竖向刚度。因薄钢板不影响橡胶板的剪切变形,使橡胶板对任何水平方向的运动均呈柔性约束。当橡胶支座承载水平荷载时,其橡胶层的相对侧移大大减少,使橡胶支座可达到很大的整体侧移而不致失稳,而且保持较小的水平刚度。

减震阻尼隔震支座的竖向承载力可达 50—200t,竖向压缩刚度可达200—3000t/cm,它们的水平刚度较小,约为 0.25—1. 8t/cm,水平极限位移约为25—50cm。它们的剪切刚度是变化的,变形较小时刚度较大,中等变形时刚度最小,然后随变形的增大刚度又回升。变形过大时刚度回升,起到保护和限制侧向位移的作用。这种隔震支座对于小震来说,结构就如同连在刚性基础上;对于强震来说,基底隔震系统一方面提供柔性滑动。另一方面可吸收大量能量,它由于局限所吸收的能量相当于临界粘滞阻尼吸收能量的35%。

桥梁隔震支座的设计特点

所谓减隔震支座设计,是指通过安放减隔震支座,使桥梁在水平方向上得到柔性支承,以增长其在该方向上的固有周期,同时通过阻尼装置来提高系统的阻尼效应:从设计反应谱可知,系统周期增大、则设计荷载减少。因而地震力也就减少,对桥梁而言,应以其固有周期增长后,结构能否提高地震时的耗能能力来判断隔震的性能,同时,采用减隔震技术后,应使桥面结构和桥梁的下部结构不产生不利的祸联振动效应,上部结构(梁体)的相对位移亦不应对桥梁的使用功能产生影响。对采用隔震支座的桥梁其基础地基应具有较坚实的场地条件,对软土地基的桥梁、以及下部结构具有较大的柔性、固有周期本来就较长的桥梁,应仔细考虑与其他减震技术共同使用。因为只有在梁体和下部结构的固有周期相些较大的情况下,上、下部结构之间才不会产生较大的耦合振动效应,桥面的运动才能反映出隔震支座的减震效应减、隔震支座基本上又分为滑动支座和橡胶支座。

隔震支座

滑动隔震支座用来通过摩擦界面过滤输人的地震力,但除了摩擦摆锤支座(FPB)外,这种体系很少具有自复位能力,而 FPB具有曲线的滑动面,因而可给隔震结构提供由重力产生的恢复力。橡胶支座具有高的侧向柔度,可以延长结构的振动周期,避开共振区域,通常与高阻尼材料共同使用来防止隔震结构发生较大应力较小(约为 10MPa ),在塑性变形条件下具有较好的疲劳特性,被认的位移。隔震支座中目前较为广泛采用的是铅芯橡胶支座(LRB)。铅的剪切屈服为是一种较好的阻尼器。在剪切作用下,铅块发生变形,铅芯屈服后产生的滞变消能作用可以降低隔震结构的位移.且使得下部结构在多数地震作用下仍能保持在弹性范围内。同时,由于铅芯橡胶支座具有较高的初始刚度,在非地震荷载,如制动力、风荷载、蠕变及温度等因素的作。甩下,支座能深持较小的变形.而不影响结构的正常使用,避免了普通橡胶支座变形大的缺点。

隔震支座与防护设施的施工

为使支座及其防护措施能够正常使用,发挥减震隔震的作用,隔震支座的施工质量要求较高。依据抗震支座及其防护措施的施工经验,总结以下施工注意事项:

(1)支座顶面要严格保持水平。先对墩台顶面的垫石用砂轮打磨平整,其平整度误差控制在1mm以内。然后,均匀地铺厚度相同的环氧树脂砂浆,放置支座,拧紧螺栓。

(2)安装支座后,应在钢盆内的位移槽中填塞泡沫或棉絮,以避免梁体施工时,混凝土及杂物落人支座内,最终影响支座的自由位移。临时支座拆除后,及时将泡沫或棉絮取出。

(3)临时固结支座施工与拆除,勿损害永久隔震支座。尤其拆除,若人工拆除,防止混凝土碎碴和切割钢筋时碎片等落人支座滑移槽。可采用微膨胀炸药拆除,方便快捷。

与传统的抗震技术沿用“硬抗”的方法相比,减震阻尼隔震支座考虑了突发性超烈度大地震对结构的作用,提出以“柔”克刚新概念,通过采用隔震、消能、调整结构动力特性等方法,达到隔离地震或削减地震反应的目的,既保护了结构,也保护结构了内部设备、仪器设备等,且适用于对旧有结构物耐震性能的改善,较为安全,也较为经济。且隔震效果明显,能极大地降低结构的总造价,保证了桥梁结构耐震能力,应予以推广应用。

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