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桥梁减、隔震橡胶支座设计原理

作者:衡水正大 来源:http://www.hszhengda.com 时间:2018-3-1 9:56:14 浏览:31141次
内容摘要:通常采用的桥梁减、隔震橡胶支座技术是在桥梁结构的上部结构和下部结构间设置减隔震装置,以桥梁减、隔震橡胶支座装置的较大相对变形为代价来减少上部结构的加速度反应,改善结构的受力状况。

对桥梁减、隔震橡胶支座,其原理可以简单的用下面的单自由度系统说明。是无隔震控制的单自由度动力系统的计算模型,墩的变形主要是弯曲变形,系统的质量、阻尼和刚度分别为M:qK,;增加了桥梁减、隔震橡胶支座装置的单自由度系统的计算模型,由于桥梁减、隔震橡胶支座装置的刚度远小于墩的刚度,故整个系统的变形主要为剪切变形,系统的质量、阻尼和刚度为MZq和KM=MZ,q>KZ

若设么、最分别为板式橡胶与铅芯橡胶支座支撑下系统的阻尼比,则由结构动力学[']可以求出桥梁结构板式橡胶与铅芯橡胶支座支撑下结构的振动周期比其中,不为隔震前结构的第一阶振动周期,兀为隔震后结构的第一阶振动周由于增加了减、隔震控制系统,使得原桥结构的动力性态发生了变化,即延长动力系统的第一振动周期;增大了阻尼。桥梁减、隔震橡胶支座系统主要包括三个基本功能:

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(1)延长周期

利用柔性支承来延长结构的自振周期、降低地震力作用。地震作用下结构的损坏主要取决于桥梁结构的自振频率和地震动卓越频率的祸合情况,可见,延长结构的自振周期可以避开地震的卓越周期范围,从而有效地减小结构的地震加速度反应。隔震的本质是将上部结构与可能引起破坏的地面运动隔离开来,可以通过延长结构的固有周期,避开地震能量集中的范围,从而降低结构的地震力。通常采用的桥梁减、隔震橡胶支座技术是在桥梁结构的上部结构和下部结构间设置减隔震装置,以桥梁减、隔震橡胶支座装置的较大相对变形为代价来减少上部结构的加速度反应,改善结构的受力状况。

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(2)增大阻尼

阻尼及耗能装置。通过延长结构周期可降低地震力,但必然会导致结构位移反应的增大,从而可能在正常使用荷载下结构可能发生过大振动,为了减少结构的位移反应,可以通过引入阻尼装置,以增加结构的阻尼,从而减小结构的位移,同时可以降低结构的动力加速度,降低上部结构的相对位移,使得位移控制在允许的范围内;这时减隔震结构将大部分地震能量由发生在桥梁减、隔震橡胶支座装置上的大变形来吸收,来减少传递给上部结构的地震能,从而减小上部结构的惯性力,使下部结构基本上保持在弹性范围内,提高结构的可靠性。此外,桥梁减、隔震橡胶支座装置也需要有一定的刚度、屈服力,以保证正常使用荷载下(如风、制动力等)结构不发生屈服和超过限定水平的振动。

(3)分散水平力

对于采用固定支座和滑动支座的桥梁,结构上的水平地震力主要由一个桥墩承受。对于采用橡胶支座的梁桥,根据桥墩、桥台及其基础的强度,可以使地震作用较均匀的分配在各墩台,从而减小地震力向某一墩台集中的情况,明显改善桥梁的受力特性。

网址:http://www.hszhengda.com/jszc/150.htm
标题:桥梁减、隔震橡胶支座设计原理_技术支持-衡水双林橡胶制品有限公司
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