连续梁桥铅销橡胶支座优化设计.pdf

RMM本刊特稿 Special Story
连续梁桥
铅销橡胶支座优化设计
Optimization Design of Lead Rubber Bearing for Continuous Girder Bridge
赵国辉长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室,映西西安710064
0引言
60m+40m)的变截面预应力混凝告,对沿线桥梁的抗震设防要求见
土连续梁桥,单幅桥面宽21m,表1。中震水平下加速度反应谱和
西安成阳机场高速公路为全封主梁采用单箱三室截面,C50混凝大震水平下人工加速度时程如图
闭全立交、双向八车道专用高速公土,边墩为2m×2.5m,高度分别2、图3所示。
路,线路跨越渭河及多条明渠,沿为98m和89m,中墩为2.5m×3m,
线桥梁众多,作为线路上的咽喉工高度分别为7、m和,3m,桥墩采用2铅销橡胶支座力学模型
程,其抗震性能十分重要。全线地C30混凝土,结构总体布置见图1。
处地震Ⅷ度区,加之道路较宽,上
根据《公路桥梁抗震设计细
铅销橡胶支座由层状橡胶、加
部结构质量较大,常规的抗震设则》(JGTB02-01-2008)规强钢板及用于滞回耗能的铅销构
已不能满足要求,因此综合运用铅定,本桥应列为B类桥梁进行两阶成,与普通橡胶支座相比,具有阻
销橡胶支座、多向变位伸缩装置以段抗震设计。在中震(E1)水平尼、弹性刚度大等特点。在强烈地
及连梁装置共同构成减隔震系统来下,结构的所有构件均保持弹性;震作用下,由于铅销的屈服,一方
保证桥梁的抗震性能。本文以该线在大震(E2)水平下,结构澘在面消耗地震能量;另一方面,刚度
路上跨南环路主线桥为例,介绍减隔的塑性区(桥墩的墩底)可以进入降低延长了结构的周期,从而通过
震系统及铅销橡胶支座的优化设计。有限的塑性状态,且相应的破坏部降低地震激励来减小地震反应
位应当便于检查、修复,不影响应
铅销櫲胶支座力学模型主要
1工程概况
急交通的通行。根据《中国地震动为屈服前刚度区1、屈服后刚度K2以
参数区划图》(GB183062001)及屈服力Q等参数确定的双线性模
跨南坏路主线桥为双幅(40m十和工程场地地震安全性评价工作报型(图4),其力学特性有以下两
第十八联(4000+600014000)变截而连续箱梁
380.6565
中心地面线
784w
南环路道路横断面
动车山ヤ机动车這中央分用両
叶
右倒地而线
3h5u15
130
130,1130
11
图1全桥总体布置
单位
基金项目:陕西省交通科技项目(9-13k
24中国公路机械网http://1
www.roadr-てna,Co
SANY品质改变世界
表1桥址场地设计地震动参数
三一品牌的精髓
设防地震
50年超越概率
峰值加速度
106
在于高可靠性
有限延
即使再恶劣的环境
0.68
0.58
都能轻松应对
0.4g
51015202530354045
图0.3
0.28
-0.58
51015202530354045
0.1g
of ohm wae
05101520253035404
周期s
周期
图2中震加速度反应谱
图3大震加速度时程
SANY
SANY
荷载
变位
0.51.01.52,02.5
全可执种升可压只
应变
靠优着恶施达路有
可秀導劣工到机当
图4铅销橡胶支座的力学模型
图5铅的剪切应力ー应变关系
轮激及施率采器
个显著的特点。
为1120mm×1120mm,橡胶层的
无訪设产环神上全每
级
品境奇液
(1)支座屈服后的刚度基本总厚度为161mm,支座采用4根圆
柱铅销,其直径根据减震效果确定
速大的下的可压部
变有
严鼠适双件
只取决于橡胶的力学特性。
解杰格都袋应轮都
确决
(2)支座屈服荷载只取决于最优配铅率来确定,支座参数如表
保含升束度訪有
铅销的尺寸和力学特性。
2所示。
度起
松冷较卓
恒智能才的却高强越
铅的力学特性,如屈服时的剪
力能取结的大性
运拥和取得构道的能
切强度和剪切模量等一般通过试验3纤维梁单元模型
±效得满
路驱
等率如意大以动才
方法测定。铅的剪切应力ー应变关
实问■此施大及力能
E现
有
系即如图5所示
考虑到墩底塑性铰区域保护层
完独越效长度能效
中墩采用并排布置的两个10混凝土开裂、纵向钢筋屈服甚至核
三感果振较实应
压级级绩动陡现对
MN铅销橡胶支座来分散水平地震心混凝土破坏等非线性响应,为了
制减
正轴的对各
动振是承堤陡种
力并耗散能量以降低桥墩抗震设计真实再现钢筋混凝土桥墩墩底塑性
系系得凭的坝坡施
统统市
借使等路工
的难度。根据静力设计支座的尺寸铰区域的破坏状态,采用弹塑性纤
保使场我用工面困
青们寿程的难
睐对命环压
表2铅销橡胶支座参数
工更
领境实
DKN
K/(KN·m)
先保
配铅率%
铅销直径mmn
K:/(KN. m)
程舒
技障更爬单
4
515
45948
7293
更适
术在大坡钢
140
647
55707
7218
安
的各提度轮
155
793
66573
7137
898
74432
7079
180
1069
87143
6987
190
1191
6923
10
1319
105815
6857
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