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铅芯橡胶支座的实际应用
作者:橡胶支座 来源:http://www.hsyuanhong.com 发表时间:2018/11/16 15:13:49 人气:

铅芯橡胶支座的吸能效果主要是利用铅芯弹塑性变形来达到。由于铅棒的屈服强度较低(7MPa),并在弹塑性变形条件下具有较好的疲劳性能,它被认为是一种较理想的阻尼器。大量实验研究表明:铅芯橡胶支座的恢复力模型可以用双线性来表示。铅芯橡胶支座的屈服力与铅棒的面积有关,增大铅棒的面积可以提高屈服力,从而提高耗能效果。铅芯橡胶铅芯橡胶支座的滞回耗能特性主要有其控制参数屈服力、初始剪切刚度及屈服后刚度所确定。 

铅芯橡胶支座

铅芯橡胶支座的计算及实际应用,推动减铅芯橡胶支座在桥梁中应用与发展。 

2 抗震分析方法 

1) 模型建立 清澜大桥由于引桥结构是对称结构,考虑到各联之间的相互影响,以及对比不同墩高之间的隔震效果,现选择西侧引桥7号桥墩至15号桥墩之间的部分作为抗震分析对象,此部分的桥型图如图1所示。 

采用有限元程序Ansys对该大桥进行抗震计算,采用空间梁单元beam188模拟预应力混凝土连续梁桥的主梁和桥墩;二期恒载采用集中质量单元mass21模拟;主梁与边墩之间的联结用combine39单元来模拟。桥梁结构有限元计算模型简图如图2所示,对于非隔震结构,墩与梁之间考虑板式橡胶支座,采用铰接,而桥台处考虑四氟板支座,采用摩擦单元,顺桥向则是用非线性摩擦滑移单元Combine39来模拟滑移支座。单元的起滑力为 

f=μ・FN (1) 

式中,μ为摩擦系数,FN为桥梁自重作用下支座的反力; 

隔震结构考虑墩与梁之间纵桥向隔震,采用combine39单元来模拟铅芯隔震橡胶支座。考虑到各联之间的相互作用,计算中将7~15号桥墩作为一个整体进行计算,纵桥向有限元模分析对象如图2所示。 

桥梁的材料特性为主梁采用C50号混凝土,弹性模量35000 MPa,泊松比0.2,抗压设计强度22.4 MPa,抗拉设计强度1.83 MPa,容重25kN/m3。主桥桥墩均采用C40号混凝土,弹性模量32500 MPa,泊松比0.2,抗压设计强度18.4MPa,抗拉设计强度1.65MPa。 

2) 时程分析法 根据《海南省文昌两桥一路工程场地地震安全性评价》报告,选取100年超越概率10%(E2地震作用)的超越概率进行计算,提供三条地震波。根据《公路桥梁抗震设计细则》中第6.5.2条的规定:当采用3组时程波计算时,应取3组计算结果的最大值。本报告时程分析结果采用三条波地震作用下的反应最大值。现选用其中地表面三条地震波进行分析。E2地震作用下,地震波最大加速度为0.3g。 

3)减隔震效果分析 采用合适的铅芯隔震橡胶支座,使得连续梁的自振周期明显延长,通过耗能减震使得桥墩承受的地震力减少。由于铅芯隔震橡胶支座的水平刚度较小,隔震桥梁的地震位移反应集中在铅芯橡胶支座上。在地震的作用下,地震水平力合理的分配在各个墩上,减少地震力集中的现象,改善了结构的受力不均匀。 

铅芯橡胶支座

1 E2地震作用下,顺桥向隔震效果 

在E2地震的作用下,顺桥向非隔震与隔震结构桥墩底部剪力的对比,弯矩的对比如表1所示。 

2 E2地震作用下,横桥向隔震效果 

在E2地震的作用下,横桥向非隔震与隔震结构桥墩底部剪力的对比,弯矩的对比如表2所示。 

E2地震作用下,铅芯橡胶支座进行了耗能减震有效的减少了桥墩横桥向的弯矩和剪力,取得了很好的隔震效果,使得弯矩和剪力合理的分布在各个桥墩中,保证了结构的安全。使得桥墩底部的弯矩和剪力最大减少到达79%以上,保证了结构的安全。同时横桥向最大位移不超过105mm,满足挡块的距离要求。 

铅芯橡胶支座


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