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我公司的橡胶支座在几次国内地震中的作用

橡胶支座在几次国内地震中的作用

我公司的橡胶支座在几次国内地震中的作用,大家知道从2005-2014年国内外发生了几次大地震,作为生命线工程的桥梁遭受了严重破坏.在阪神大地震中,专门对橡胶支座的破坏及其与上部、下部结构破坏之间的关系进行了详细调查,调查表明,橡胶支座对桥梁整个结构响应的影响十分重要,在实际地震作用下,经如:板式橡胶支座与上部、下部结构的相互作用比较复杂,橡胶支座的破坏往往会改变上部、下部结构间的传力状况,也改变整个结构的响应.因此,在桥梁结构的抗震设计中,必须对橡胶支座在地震作用下的性能有明确的认识,才能正确把握结构的响应. 我国目前《公路工程抗震设计规范》(以下简称《规范》)[1,2]对连续梁桥中

GYZ 400*66板式橡胶支座地震力的计算规定如下:

①对于全联均采用板式橡胶支座的连续梁桥,上部结构对板式橡胶支座顶面产生的纵向水平地震力按《规范》公式4.2.6Ο1计算;②连续梁桥一联中一个或几个墩采用板式橡胶支座,其余均为聚四氟乙烯滑板橡胶支座,上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震力可按《规范》公式4.2.6Ο4计算,其值如小于按式4.2.6Ο1的计算值,应按式4.2.6Ο1计算,公式中变量含义见《规范》条文.由上述规定可知,存在以下一些缺点:①对桥梁中使用的滑板橡胶支座在地震作用下的预期性能如何没有明确的规定,由《规范》给出的两个计算公式可知,前者将滑板橡胶支座看作板式橡胶支计算,即不发生滑动,后者按滑GYZ 400*66板式橡胶支座均发生滑动计算,计算结果取两者中的最大值;

由式4.2.6Ο4知,GYZF4 400*77板式橡胶支座对板式橡胶支座地震力的影响,《规范》只简单地以静力方法加以考虑.而在实际地震中,由于GYZF4 400*77板式橡胶支座发生滑动,一方面改变了结构的刚度,从而改变了结构的反应特性,另一面,在滑动过程中,滑板橡胶支座消耗大量地震能量,降低了整个结构的响应.第在地震作用下的纵向动力特性进行分析,了解其相互作用的机理,为建立合理分析方法提供依据.GYZF4 400*77板式橡胶支座连续梁桥纵向动力特性计算分析1.1 模型建立根据文献[3]对橡胶橡胶支座在地震力作用下的性能研究可知,板式橡胶橡胶支座的滞回曲线为狭长条形,可近似为线弹性,见图1所示.在近几年,国内外对聚四氟乙烯滑板橡胶支座的滞回特性,进行了大量试验与理论研究 [3,4],研究结果表明:①聚四氟乙烯滑板橡胶支座的滑动摩擦系数受加速度的影响比较小,而是随滑动速度的增加迅速增加,当速度达到一定数值后,摩擦系数趋于常数;②与所受压应力大小有关系,随压应力增加,滑动摩擦系数值减小,同时也与接触面的光滑程度、是否添加润滑物有关,试验测得滑动摩擦系数值变化范围在0.01~0.20左右;③通过对试验结果的理论分析表明,尽管滑动摩擦系数值随上述诸多因素变化而变化,但当滑动摩擦系数值选取适当时,采用常摩擦系数值的库仑模型进行分析, 仍可得到很好的计算结果[4].分析是借助于DRAINΟ2DX软件来进行的.桥面板、墩、柱均采用平面梁单元描述,橡胶支座用连接单元来描述.其滞回模型采用图1、

板式橡胶橡胶支座滞回曲线聚四氟乙烯滑板橡胶支座滞回曲线算例分析以一个板式橡胶橡胶支座其余均为聚四氟乙烯滑板橡胶支座座的等高等跨连续梁桥分析.分别对一联三跨、五跨、七跨连续梁桥上部结构对墩顶板式橡胶支座纵向地震力进行计算分析,跨径均为20m,墩高均为5m,主梁采用单箱单室截面形式,面积为2.7m2,竖向刚度为 0.522m4,桥墩直径均为 1.2m的圆形截面,阻尼比为5%.在算例中将板式橡胶橡胶支座都放置在1号墩,板式橡胶支座座水平剪切刚度为k=5.3MN・m-1,其余均为聚四氟乙烯滑板橡胶支座,其初始水平剪切刚度取为k=5.3MN・m-1. 图 3给出三跨连续梁桥的模型,五跨、图3 三跨连续梁桥计算模型   Fig.3 Three2spancontinuousbeammodal七跨连续梁桥模型与之类似.基于上述模型,分别对影响板式橡胶支座座纵向地震力的各参数进行分析,这些参数有:地震动特性的影响,采用依据规范Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ类场地反应谱分别合成的人工波来考虑;地震烈度的影响,考虑7、8、9三类烈度水平的影响;聚四氟乙烯滑板橡胶支座的滑动摩擦系数值不同的影响,摩擦系数值根据试验结果分别为   0.02,0.05,0.10,0.15,0.20.1.2.1 摩擦系数对板式橡胶支座剪力的影响图4a,b分别给出了对于三跨、五跨、七跨连续梁桥在Ⅰ、Ⅳ类场地,不同烈度水平地震作用下的计算结果.从图中可以看出,在Ⅰ类场地条件,上部结构传给板式橡胶支座的地震力受滑板橡胶支座摩擦系数变化的影响不大;在Ⅳ类场地条件下,则随摩擦系数的增加而降低.同时在图中标出在低烈度水平地震作用及不同摩擦系数值下, 存在部分滑板橡胶支座发生滑动的情况.1.2.2 板式橡胶支座剪力随跨数增加的变化规律2   同 济  大 学 学 报第29卷  图4 板式橡胶支座剪力与摩擦系数μ的关系