铁路桥梁双曲面球型减隔震支座安装技术

针对某3跨门式桥墩轨道交通曲线连续梁桥,采用其桥址《地震安全性评价报告》提供的3条地震动时程曲线,应用sap2000有限元软件,分析未隔震和双曲面球型减隔震支座隔震条件下的罕遇地震响应,进行双曲面球型减隔震支座曲线连续梁桥的减隔震研究。研究结果表明,曲线连续梁桥各桥墩的内力响应受响应内力方向与地震动输入方向夹角的影响;仅固定墩切向隔震时,固定墩的切向内力大幅减少,弯矩和剪力分别减小约70%和50%,但各墩的径向内力均有增加,最大增幅约达10%,不能满足桥梁的抗震要求;固定墩切向和径向双向、滑动墩径向隔震时,固定墩的切向和径向内力均大幅减少,弯矩和剪力分别降低约73%和49%,同时各滑动墩的径向内力也大幅降低40%～60%,减震效果明显。

首先比较了现行的几种保证连续梁桥顺桥向抗震安全的减隔震措施,然后详细介绍了同济大学桥梁工程系新近开发的双曲面球型减隔震支座的抗震机理和构造特点,接着简要介绍、分析了对该支座进行的抗震性能试验的研究结果,最后通过对一个11跨连续梁桥算例的抗震分析,表明这种减隔震支座非常适用于连续梁桥的减隔震设计.

介绍了双曲面球型减隔震支座的构造特点和工作机理,表明其能够满足减隔震支座的三个基本要求,并具有结构简单、抗震性能稳定可靠的优点.分析了在地震作用下该支座产生竖向位移的原因和影响因素,并通过试验验证了理论分析的结果.通过对一个2跨连续梁桥算例的非线性时程反应分析,表明此竖向位移对梁体的响应不会有很严重的影响,该支座完全可以满足连续梁桥的减隔震要求.

阐述了双曲面球型减隔震支庄的工作原理及其力学特性,双曲面球型;成隔震支座减隔震性能的主要影响参数为滑动球面的摩擦系数和两个球面的球心距。为了研究各参数对支座减隔震性能的影响,通过对-5跨连续梁桥模型的计算分析,得出在不同参数组合下桥梁结构的地震响应,讨论了各参数对结构响应的影响规律,并对工程应用中选取较优的;成隔震支座参数提出了建议。

简要介绍目前桥梁减震、隔震技术的国内外现状和发展趋势,结合汶川大地震宝成铁路清江7号大桥的受损情况,提出在高烈度地震区铁路桥梁使用新型的软钢阻尼支座或摩擦摆式支座,当强地震发生时,剪断支座中的止动部件,消除墩顶固定支座的水平约束,通过软钢或摩擦摆消耗部分地震能量,改变桥墩振动特性,使墩身及基础的地震力响应减小,达到减震效果。强震过后,将梁部就位,安装止动部件,桥梁即可正常使用。

1.1.1.双曲面球型减隔震支座简介 双曲面球型减隔震支座是国内厂家在结合我国桥梁建设的实际情况下,通过 对技术上非常成熟的球型滑动支座进行改造而研发的，属于摩擦摆式隔震支座。 该支座将普通球型滑动支座的平滑动面改为球面，结构上包括一个具有滑动凹球 面的上支座板、一个具有双凸球面的中支座板和一个具有转动凹球面的下支座板， 滑动球面和转动球面的摩擦副均由不锈钢板和聚四氟乙烯板组成。 双曲面球型减隔震支座有固定、活动（单向和双向）之分。其中固定双曲面 球型减隔震支座的构造如图4-51所示。上支座板的顶面与梁体通过螺栓相连， 成为一个整体。上支座板下表面与中支座板的滑动球面相切，中支座板下表面与 下支座板的转动球面相切，下支座板则与桥墩或盖梁通过螺栓相连，成为一个整 体。环形套箍限位环与上支座板通过螺栓相连，包围在下支座板外侧，可以提供 正常使用下的水平承载力。在常时荷载作用

结合处于高烈度地震地区的某(48+4×80+48)m刚构连续梁桥的工程实例,分析表明对高烈度区的长联多跨刚构连续梁桥进行常规抗震设计往往无法达到抗震设防目标。应用双曲面球型减隔震支座进行减震设计,可以有效地降低抗震设计控制截面的内力,使结构设计更容易满足抗震规范的要求。同时分析了双曲面球型减隔震支座的两个主要参数摩擦系数和球心距对刚构墩减震效果的影响。对于同一个球心距,刚构墩墩底的顺桥向弯矩响应、墩顶的顺桥向位移响应随摩擦因数的增大而减小,横桥向弯矩响应、横桥向位移响应随摩擦因数的增大而增大;对于同一个摩擦因数,随着球心距的增加,刚构墩墩底的顺桥向、横桥向弯矩响应以及墩顶的横桥向位移响应均呈现减小趋势,而刚构墩墩顶的顺桥向位移响应呈现先减小后增大的趋势。

TJQZ-通桥8361铁路桥梁球型支座安装图

华阳特大桥为109m+168m+109m的矮墩特大跨径连续梁桥,由于其上部结构质量与下部水平抗推刚度均很大,遭遇强震时水平地震惯性力巨大,将导致在常规设计思路下墩身、桩基尺寸和配筋难以满足受力要求。为解决上述难题,在设计比选和论证中较好地引进了减隔震技术,对该桥采用双曲面球型减隔震支座的抗震设计过程和心得进行了论述。

桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的"关节"部件,是桥梁结构的重要组成部分,其性能优劣直接影响整座桥梁甚至整条线路的运营状态及使用寿命。对球型支座的结构设计、经济技术指标、材料选择、生产加工控制及检测试验等内容进行介绍,为球型支座在铁路桥梁上的进一步应用提供参考。

运用结构最优化理论建立了考虑地震时车辆运行安全性的铁路简支梁桥减隔震体系优化设计模型,采用ansys中的一阶优化方法,在优化过程中考虑结构rayleigh阻尼系数的变化对减隔震体系的影响及土和基础的相互作用,实现了对铅芯橡胶支座动力设计参数的优化设计。通过计算分析,得出了铅芯橡胶支座动力参数对桥梁地震响应的影响规律:在应用lrb对不同场地条件下的铁路简支梁桥进行减隔震设计时,屈服后刚度与屈服前刚度比α对结构地震响应有重要影响。因此,可以采用改变屈服后刚度与屈服前刚度比α的简化设计方法,满足桥梁地震响应的要求。为了提高系统的优化效率,在进行减隔震支座优化时,行车安全性的约束可以在优化过程外考虑,即在支座参数优化解确定后,再进行车辆地震输入谱密度强度si值的验算。

本文将结合某桥梁，简要的介绍了弹塑性钢减隔震支座的结构特点以及减隔震的原理，通过结合有限元分析软件建立全桥有限元模型，该模型是在e2的地震状态下，分别针对桥梁是否采取减隔震支座而进行地震动力时程分析。

以某工程项目为对象,以50a10%超越概率e1(地震作用)和50a2%超越概率e2(地震作用)的地震动加速度时程数据为输入参数建立有限元模型来分析普通橡胶支座和双曲面球形减震支座对桥梁整体结构抗震特性的影响作用。研究结果表明:e2地震力作用下,双曲面球形减震支座下梁端横向和纵向位移均大幅度下降,支座横桥向位移增加,橡胶支座纵向位移增大而滑动支座纵向位移减小,减隔震支座降低了相邻主梁碰撞而造成结构震害；e1地震力作用下,桥梁立柱和桩基结构在橡胶支座和双曲面球形减隔震支座下均不会发生基于结构抗弯能力不足而导致基础震害,但双曲面球形减隔震支座下桥梁立柱底部和桩基弯矩均大幅下降；e2地震力下,橡胶支座的1#、2#桥墩立柱和1#、2#、3#、4#桥墩桩基结构弯矩超过结构的抗弯承载能力,桥梁立柱和桩基结构均会发生严重破坏；双曲面球形减隔震支座下桥梁立柱底部和桩基弯矩均大幅下降,低于桥梁立柱的抗弯承载力,桥梁结构不会发生结构破坏。

简介绍了目前常用的几种减隔震支座，并阐述了摩擦摆减隔震支座的优势特点及工作原理。通过对某座市政桥梁的的抗震分析计算，对摩擦摆减隔震支座的减隔震性能进行探讨分析。

在桥梁地基与基础之间设计\"一种用于桥梁基础的减隔震支座\

　公路　2009年5月　第5期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　highway　may12009　no15 　文章编号:0451-0712(2009)05-0160-03　　　　中图分类号:u443136　　　　文献标识码:b 长大桥梁减隔震支座关键技术介绍 冯刚宪 (中船重工七二五所　洛阳市　471039) 摘　要:介绍了双曲面球型减隔震支座的结构、特点、关键技术以及应用情况。双曲面球型减隔震支座主要由 上座板、中座板、下座板、上球面不锈钢滑板、下球面不锈钢滑板、上四氟滑板、下四氟滑板、抗剪螺栓及防尘密封裙等 几部分组成。双曲面球型减隔震支座的减隔震原理是,当地震发生且横向力超过给定值时,抗剪螺栓被剪断,支座的 横向限位约束被解除,大半径球面摩擦副横向即可自由滑动,从而地

城际轨道交通连续梁球型支座安装图 图号：gtqz-ⅱ(2009版) 中铁第四勘察设计院集团有限公司桥梁处 洛阳双瑞特种装备有限公司 二00九年十二月 目录 序号图号图名页次备注 1封面 2目录1 3gtqz-ⅱ-sm-01设计说明(一)2 4gtqz-ⅱ-sm-02设计说明(二)3 5gtqz-ⅱ-sm-03设计说明(三)4 6gtqz-ⅱ-gd-01gtqz-ⅱ固定球型支座安装图5 7gtqz-ⅱ-hx-01gtqz-ⅱ横向活动球型支座安装图6 8gtqz-ⅱ-zx-01gtqz-ⅱ纵向活动球型支座安装图7 9gtqz-ⅱ-dx-01gtqz-ⅱ多向活动球型支座安装图8 设计说明 一、总则 本系列gtqz-ⅱ球型支座是根据武汉城市圈轨道交通建设要求而设计的一套图纸，适用于设 计时速300km/h的城际轨道

近年来，国内外在桥梁减、隔震，延性抗震等方面进行了大量研究。美国，新西兰和日本在其桥梁设计规范中都将减隔震纳入了各自的规定。本文比较了中国和国外城市桥梁的减隔震技术和装置，指出了该领域的技术发展趋势，并提出了促进中国从大桥到强国架起桥梁的目标的有关对策和建议。

传统抗震设计设防目标主要为保证强度和变形,高烈度地区的桥梁为达到e2地震下设防标准,需增大截面提高配筋,而利用减隔震支座则能耗散地震能量、降低结构响应。文中对非隔震体系与减隔震体系的反应谱分析、时程分析下的响应进行对比,并考虑了边界非线性、弹塑性,结果表明：在相同条件下,设计合理的减隔震支座能显著提高抗震性能。

在长联大跨连续梁桥抗震设计中存在固定墩受力大和尺寸设计困难的问题。本文以成都—昆明铁路成都至峨眉段扩能改造工程中新青衣江特大桥的抗震问题为例,研究速度锁定型减隔震支座的设计方法与减隔震性能。抗震计算显示在小震时将桥梁活动墩变为固定墩能有效降低固定墩地震力,且大震时各墩均能起到减隔震作用,减隔震效果显著。通过抗震计算获得支座减隔震性能参数,完成支座样品的制造,进而开展减隔震性能试验。结果表明支座各项性能符合设计要求。

结合宝成线受巨亭水电站蓄水影响的路基改桥工程,选取4种典型地震波作为输入地震动,对设置了摩擦摆减隔震支座的3×16m简支梁桥的抗震性能进行了计算分析。计算结果表明:采用减隔震支座后,地震作用下的支座水平力、盖梁位移及桥墩弯矩均大幅减小;支座纵向位移小于设计梁端缝宽度;横向防落梁装置与梁体的横向间隙可按15mm预留;支座限滑螺栓剪断力可按支座设计竖向承载力的10%考虑。

目录 1产品概述...............................................................1 2型号说明...............................................................1 3结构形式及工作原理.....................................................1 4主要技术性能...........................................................2 5型号规格及主要尺寸.....................................................3 6交付、验收、储存及运输..............................