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北海鐵路橋梁減隔震橡膠支座設(shè)計要求
近年來我國正處于基礎(chǔ)設(shè)施的大發(fā)展中，大量橋梁結(jié)構(gòu)在建設(shè)或規(guī)劃中。在一些強(qiáng)震區(qū)修建橋梁結(jié)構(gòu)使工程人員直接面臨結(jié)構(gòu)抗震的挑戰(zhàn)。橋梁減隔震設(shè)計是通過引入減隔震裝置將地震運(yùn)動與結(jié)構(gòu)隔開，增加足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和延性抵抗地震作用，從而減少傳到結(jié)構(gòu)上的地震力。加入鐵路橋梁減隔震支座的減隔震設(shè)計主要是通過設(shè)計合理的減隔震裝置，使在地震下承擔(dān)橋梁大部分的耗能和變形，從而確保橋體其他部件的地震響應(yīng)在彈性范圍內(nèi)，從而達(dá)到保證橋體在地震下的安全。橋梁減隔震技術(shù)在橋梁建設(shè)、維修中的應(yīng)用，能夠減輕橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞程度，大幅度提高橋梁使用的安全性，在特大跨徑連續(xù)梁橋中應(yīng)用還能夠降低下部結(jié)構(gòu)尺寸，從而降低工程造價。鐵路橋梁減隔震支座設(shè)計
1.橡膠支座
橡膠支座，由于橡膠層與鋼板緊密粘結(jié)，薄鋼板能夠約束橡膠支座在垂直荷載下的橫向變形，因而具有較好的豎向性能。鉛芯橡膠隔震支座的構(gòu)造特點，就是在分層橡膠支座中插入一個或若干個鉛芯，從而形成一個緊湊的隔震裝置。由于鉛芯具有良好的力學(xué)特性，能與分層橡膠支座較好地結(jié)合，所以成為一種比較合適的減隔震材料。由于在水平荷載下鋼板對橡膠層的約束是柔性的，橡膠支座的水平剛度較小，并且剪切剛度是隨著變形的變化而變化的，較小變形的情況下水平剛度較大，當(dāng)變形達(dá)到中等時水平剛度最小，而隨著變形的進(jìn)一步增大水平剛度又會隨之增加，從而起到保護(hù)的作用。橡膠支座在橋梁中的使用，如果受到小震作用，橋梁結(jié)構(gòu)相當(dāng)于連接在一個剛性基礎(chǔ)上，而如果受到強(qiáng)震作用，橡膠支座能夠吸收大量能量，并提供柔性滑動。這些特性使鉛芯橡膠支座具備提供地震下所需的耗能和正常使用荷載下所必須的屈服強(qiáng)度與剛度，因而滿足良好隔震系統(tǒng)的要求，是目前國內(nèi)外橋梁隔震設(shè)計中應(yīng)用最廣的一種隔震裝置。橡膠支座常見的有三種：板式橡膠支座由數(shù)層鋼板和橡膠層鑲嵌、粘合、壓制而成，是應(yīng)用最為廣泛的支座，有一定的減隔震效果，在中小橋上被廣泛采用，其能提供有效的豎向剛度承受荷載，又能提供比較大的剪切變形和轉(zhuǎn)角變形;盆式橡膠支座;由鋼構(gòu)件和橡膠層組成，由聚四氟乙烯板和鋼板之間的滑動提供水平位移，由橡膠層承壓，并提供水平轉(zhuǎn)向的變形需求;鉛芯橡膠支座是在橡膠支座中插入鉛芯形成一個緊湊的減隔震裝置，水平力低時，鉛芯橡膠支座有足夠的剛度滿足正常使用，當(dāng)有較大水平力時，鉛芯屈服，在地震力下耗散能量。鉛芯橡膠支座有構(gòu)造簡單、經(jīng)濟(jì)性好、滯回曲線飽滿等優(yōu)點，是減隔震設(shè)計中常用的減隔震支座。
2.擺式滑動摩擦支座
這類支座的減隔震原理主要是將滑動摩擦支座和鐘擺的概念相結(jié)合構(gòu)成一種新的隔震裝置，利用鋼板和聚四氟乙烯板之間的摩擦制成摩擦型的減隔震支座，改型支座允許上部結(jié)構(gòu)在滑動面上滑動，從而使得上部結(jié)構(gòu)傳遞到橋墩的地震慣性力減小為支座的最大摩擦力，從而達(dá)到減隔震的目的。其滑動面是曲面，通過在曲面上滑動摩擦來消耗地震能量，結(jié)構(gòu)自重提供所需要的自復(fù)位能力，利用一個簡單的鐘擺機(jī)理延長結(jié)構(gòu)的自振周期。這種支座的平面尺寸受到地震位移大小和球面曲率半徑的控制，支座的平面尺寸通常較大。目前這種產(chǎn)品已在蘇通大橋引橋、上海長江大橋引橋上使用，根據(jù)隔震方向的不同又可分為球面、柱面兩類，前者用于水平雙向隔震，后者用于水平單向隔震。
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