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湖南橡胶支座减隔震设计国内外多家研究机构与多名专家学者展开了广泛的研究

双林橡胶  2020/9/21 22:49:11  9086
内容摘要:在现行的各种桥梁抗震设计方法中,湖南橡胶支座减隔震设计由于其良好的减隔震效果与震后易更换修复的特性,自其诞生以来就被全世界桥梁工作者所广泛采用,也正被国内越来越多的桥梁工作者所采用。但进行支座减隔震设计的...

在现行的各种桥梁抗震设计方法中,湖南橡胶支座减隔震设计由于其良好的减隔震效果与震后易更换修复的特性,自其诞生以来就被全世界桥梁工作者所广泛采用,也正被国内越来越多的桥梁工作者所采用。但进行支座减隔震设计的桥梁最易发生且最为严重的震害之一是由于主梁与桥墩之间相对位移过大,超过了支座变形或位移能力极限之后发生的落梁。橡胶支座减隔震设计国内外多家研究机构与多名专家学者展开了广泛的研究
    为了防止这种灾害,国内外多家研究机构与多名专家学者展开了广泛的研究。曾提出了具有自复位功能的摩擦摆支座。提出了具有自复位功能的滚筒式支座并进行了拟静力试验。提出了采用拉索限制墩梁位移的方法并对其进行了桥梁足尺拟静力试验。国内李建中等提出了自复位双曲面球型减隔震支座并对其展开了一系列研究。袁万城等提出了在传统减隔震支座上下板之间添加拉索限制相对位移,并由此开发出了拉索减隔震支座。其中拉索减隔震支座由于其简单有效的构造以及可以与多种支座相结合共同使用的特性,在国内的大小工程中都有所应用,其中包括江西南昌朝阳大桥,但到目前为止,该支座还没有经过振动台试验的考验。振动台试验由于其可以较好地再现地震过程,使其成为研究结构地震破坏机理以及抗震措施有效性最为直接有效的方法,一直以来也得到结构抗震工作者的青睐与广泛应用。
    橡胶支座力学模型主要有屈服前刚度KI、屈服后刚度凡以及屈服力Qd等参数确定的双线性模型其力学特性有以下两个显著的特点:
    (1)支座屈服后的刚度基本只取决于橡胶的力学特性。
    (2)支座屈服荷载基本只取决于铅销的尺寸和力学特性。
    铅的力学特性如:屈服时的剪切强度和剪切模量等一般通过试验方法测定。日本学者测定的铅的本构关系如图所示,其屈服强度强度为8SMPa,屈服后随着剪切应变的增加应力持续增长,当剪切应变为50%左右时,达到峰值应力115MPa,之后随着应变的持续增加应力逐渐下降,残余应力维持在2MPa左右。这种非线性的本构关系对于铅销橡胶支座的设计而言过于复杂,一般简化为理想的线性模型,取铅屈服强度强度为105MPa,剪切模量为130MPa,并假定铅销屈服后其参与应力为O。
    系统的耗能形式、橡胶支座的最优配铅率与桥墩轴压比密切相关:
    (1)桥墩轴压比较高时:由于墩底的抗弯承载能力较低,墩底塑性区先于铅销橡胶支座屈服,并成为主要的耗能部位,铅销橡胶支座不能进行有效地耗能减震,墩底塑性破坏较为严重。
    (2)桥墩的轴压比过低时:由于墩底的抗弯承载能力较强,地震作用下基本保持弹性而不参与耗能减震,在常规的配铅率范围内,铅销橡胶支座都能有效地耗能减震,最优配铅率主要由上部结构变形这一单一指标来控制。
    (3)恒载下桥墩的轴压比在0。 1一0。 2时:铅销橡胶支座先于桥墩进人屈服状态,两者按照一定的比例进行能量耗散,合理配铅率受上部结构的变形和墩底塑性破坏程度(耗能)双重指标控制,存在着最优的配铅率范围。



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