铅芯橡胶支座在连续梁桥上的运用范文

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【摘要】本文以6×25m桥梁工程为背景，对该桥进行了非线性时程分析，并对比分析了普通板式支座桥梁和铅芯橡胶支座减隔震桥梁的地震响应。结果表明：使用铅芯橡胶支座后，桥梁顺桥向和横桥向各墩墩底剪力和弯矩都明显减小；桥梁顺桥向和横桥向梁端位移也明显减小；各墩墩顶位移也减小很多。铅芯橡胶支座的使用，降低了桥梁地震响应，增强了桥梁在地震作用下的安全性。

【关键词】普通板式支座；铅芯橡胶支座；减隔震；非线性时程分析

1引言

随着我国基础建设的深入，单纯的依靠桥梁结构抗震显得越来越不合理，而且会导致结构尺寸越大，地震反应越大，很难达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的[1]。减隔震设计是指通过采用减隔震装置尽可能地将结构或部件与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开来，大大减小传递到上部结构的地震力和能量[2]。铅芯橡胶支座以其良好的减隔震性能及既能支承上部结构的重量又能提供弹性恢复力的优点，被认为是中小跨度桥梁减隔震的较理想装置，已得到了美国、日本、新西兰和意大利等国家的高度重视和广泛应用[3]。文献[4]对铅芯橡胶支座进行了动力实验，表明铅芯橡胶支座具有较好的滞回特性。本文以某高速公路环线6×25m的连续梁桥为背景，运用Midas/Civil软件，对桥梁减隔震设计前后进行地震反应分析，比较分析了普通板式支座桥梁和铅芯橡胶支座减隔震桥梁的地震响应，采用铅芯橡胶支座在该桥上产生了很好效果。

2桥梁工况

该工程桥为6×25m的连续梁桥。本区地震抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震分组为第一组，地震动反应谱特征周期值为0.35s，场地类型为Ⅱ类。计算中未减隔震桥梁采用普通板式支座，而减隔震桥梁采用铅芯橡胶支座。

3桥梁计算结果及分析

3.1顺、横向地震作用下，桥梁各墩墩底剪力和弯矩比较对未减隔震和减隔震桥梁输入顺向和横向地震波进行时程分析，得到桥梁结构顺桥向和横桥向的墩底剪力和弯矩。

3.2顺、横向地震作用下，桥梁顺桥向和横桥向梁端位移比较未减隔震和减隔震桥梁梁端位移比较。图3（a）为三条地震波作用下，未减隔震桥梁和减隔震桥梁顺桥向梁端位移比较；图3（b）为三条地震波作用下，未减隔震桥梁和减隔震桥梁横桥向梁端位移比较。可以看出，三条地震波作用下，未减隔震桥梁在使用减隔震铅芯橡胶支座后，顺桥向梁端位移均有所减小，由最大12.5cm减小为最大只有7.4cm。图3（b）可知，三条地震波作用下，减隔震桥梁横桥向梁端位移最大只有7.43cm。3.3顺、横向地震作用下，桥梁各墩墩顶位移比较对未减隔震和减隔震桥梁输入顺向和横向地震波进行时程分析，得到桥梁相关顺桥向和横桥向各墩的墩顶位移（边墩除外），如图4。图4（a）为地震作用下，未减隔震桥梁和减隔震桥梁顺桥向各墩墩顶位移包络值比较；图4（b）为地震作用下，未减隔震桥梁和减隔震桥梁横桥向各墩墩顶位移包络值比较。从图4可以看出，使用铅芯橡胶支座后，桥梁顺桥向和横桥向各墩的墩顶位移均有所减小，减小了结构P-Δ效应的影响。

4结论

桥梁使用铅芯橡胶支座后，桥梁顺桥向和横桥向各墩墩底的剪力和弯矩均有所减小，增加了桥梁的安全性；桥梁顺桥向和横桥向梁端位移也有所减小，不但可以减小由于位移过大引起的结构内力的影响，而且有利于防止落梁的发生，还可以节省伸缩装置的尺寸；桥梁顺桥向和横桥向各墩的墩顶位移均有所减小，减小了结构P-Δ效应的影响。

【参考文献】

[1]李卫华.对高烈度区大跨径桥梁减隔震设计的探讨[J].交通建设与管理，2008,19（1）：116-117.

[2]范立础,王志强.桥梁减隔震设计[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3]高亮亮,商耀兆.铅芯橡胶支座高墩铁路简支梁桥减隔震特性的研究[J].铁道建筑,2008,05：7-10.

[4]武田寿一.建筑物隔震防振与控振[M].北京：中国建筑工业出版社,1997

作者：罗勇欢；陈国平；庾光忠；王伟强 单位：株洲时代新材料科技股份有限公司