桥梁实用新型减隔震支座的基本力学性能

桥梁减隔震设计主要以减隔震装置的变形来耗散地震能量,为了同时满足桥梁在正常使用阶段的位移和地震作用下的耗能要求,基于摩擦摆支座和铅芯橡胶支座的组合,本文设计了一种实用新型的减隔震支座,通过内嵌式将"滑移隔震"转换装置的上下两个部分连接起来。首先描述了该支座的具体构造和工作原理,并对比验证了该支座的力学特性。最后通过一系列的剪切变形相关性试验(包括不同剪切位移、不同竖向压应力和不同滑移量),总结了该支座的剪切变形性能曲线,结果表明,该桥梁减隔震支座可以同时满足位移变形要求和耗能减震要求,为后续桥梁减隔震优化设计及其工程应用提供了重要的参考。     

桥梁基础减隔震支座减震性能试验研究

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",配合传统的桥墩顶部减震结构,减小地震水平作用力和竖向荷载对桥墩的影响。通过对桥梁基础减隔震支座进行竖向加载和水平拟静力加载试验,得出支座的竖向刚度及支座的荷载—位移滞回曲线,并进行分析。桥梁基础减隔震支座在承受竖向单向轴力的作用下,能够保持稳定,在水平地震作用下,具有良好的耗能能力,能够发挥消能减震作用。     

新型摩擦滑移隔震支座试验研究

文中采用新型固体摩擦滑移材料,即二硫化钼固体润滑剂,研发了一种新型摩擦滑移隔震支座,并采用MTS电液伺服试验系统,对文中提出的新型摩擦滑移隔震支座进行了试验研究,在实验室测定了隔震支座的摩擦系数,得到不同竖向荷载作用下的隔震层摩擦系数。确定了滑移层的滞回曲线,并拟合了摩擦系数和竖向压应力之间的函数方程。测试了隔震支座的摩擦滑移系数及多种工况下的隔震性能,建立了相应的力学分析和计算模型,研究结果表明,二硫化钼固体润滑剂的摩擦系数较小,摩擦性能稳定,采用二硫化钼固体润滑剂研发的摩擦滑移隔震装置,构造和力学计算模型均简单,性能可靠,组合方便,便于应用,是一种较好的隔震装置。     

新型支座在高墩大跨桥梁中的应用研究

以某高墩大跨桥梁为例,将工程结构减隔震技术应用于高墩桥梁的抗震设计中.深入分析了在盆式橡胶支座和新型双曲面支座下,运用有限元软件ANSYS对不同墩高的桥梁进行地震反应模拟的工作原理及力学模型,对二者进行了对比.指出了新型双曲面支座的优点,为以后的高墩桥梁的减隔震提供一些借鉴.     

剪力键对隔震桥梁地震响应影响分析

为了保证隔震桥梁在正常使用状态下的正常工作,需要在摩擦摆支座中设置剪力键,因此有必要研究剪力键对隔震桥梁的影响。以粤东高烈度地区某连续梁桥为背景,建立全桥有限元模型,分析了采用摩擦摆支座的隔震桥梁在E1及E2地震荷载激励下的响应。通过改变摩擦摆支座内剪力键水平承载能力大小,研究了不同剪力键承载能力对隔震桥梁地震响应的影响。研究结果表明,剪力键承载能力对墩底弯矩幅值及墩顶位移幅值影响较大,但对主梁位移幅值及支座幅值影响较小;当剪力键承载能力P与固定支座竖向设计荷载W的比值等于0.08时最优,此时剪力键在E1地震激励下不失效,且在E2地震激励下,对支座减隔震效果影响较小。     

桥梁新型减隔震支座的研究进展

介绍了桥梁减隔震体系的工作原理,回顾了减隔震支座中常用的滑动摩擦体系、橡胶类体系、钢耗能体系的基本特点、设计参数及工程应用实例.在此基础上重点介绍了变曲率摩擦摆锤支座(VCFPS)、双凹面摩擦摆锤支座(DCFP)、滚轴支座(RBS)等新型减震支座.这些支座设计参数灵活、对地震强度和频谱特性适应性强,应用前景广阔.随后提出在桥梁新型减隔震支座设计中应重视支座对动荷载的适应能力,在立足发展减隔震设计理论的同时应尽快制定适合我国国情和材料性能特点的减隔震支座设计规范.     

摩擦摆隔震支座力学性能试验、数值模拟及工程应用

对摩擦摆隔震支座进行了力学性能试验,试验测定了摩擦摆隔震支座滑动面之间的摩擦系数及支座在荷载激励下的滞回性能;考察了支座滑移速度和竖向压力对摩擦系数、滞回性能的影响。通过有限元软件ANSYS对支座模型进行了数值模拟,其滞回曲线模拟结果和试验结果吻合良好,验证了摩擦摆隔震支座理论模型的合理性。在此基础上,以钢筋混凝土框架结构基础隔震为例,利用SAP2000软件分别建立普通结构和隔震结构两种有限元模型,并进行了罕遇地震作用下的动力时程分析。结果表明,摩擦摆隔震支座具有良好的隔震效果。     

减隔震支座对曲线梁桥抗震性能影响的研究

以西安市某立交曲线桥为工程背景,在以往学者研究的基础上,总结了桥梁常用减隔震装置的力学特点和数值模拟方法,并运用非线性时程分析方法,研究减隔震橡胶支座对曲线桥结构内力和位移响应的影响,分析比较了普通支座与几种常用减隔震支座的抗震性能,为桥梁减隔震设计提供参考。     

新型滑移隔震装置减震性能有限元分析

基于二硫化钼材料的低摩擦系数、高磨损寿命和润滑性能可靠等优点,以软钢实体圆锥棒作为限位消能元件,设计制作了一种新型滑移隔震装置。采用MTS电液伺服试验系统测试了滑移隔震支座的摩擦性能,并建立了1个1∶5的5层框架结构的ABAQUS有限元模型,分析了不同摩擦系数和竖向地震激励下结构体系的动力反应。结果表明:设计的新型滑移隔震支座摩擦系数曲线较为平缓,且随着试验次数的增加,摩擦系数逐渐减小,最终稳定在0.04~0.05,二硫化钼材料的摩擦性能稳定、摩擦系数低,可以作为建筑摩擦滑移隔震系统中的滑移材料。随着摩擦系数的增大,结构的加速度反应增大,而相对位移却不断减小,较小的摩擦系数使上部结构偏于安全,但隔震层会产生较大的位移。相比X向单向地震,在竖向地震作用下结构的加速度反应和位移反应都有所增大,但其增大幅度都不超过10%,表明在竖向地震荷载作用下,滑移隔震技术依然有效。     

考虑退化效应的滑移铅芯橡胶支座力学性能精细建模与模型验证

隔震支座是隔震结构地震响应控制的关键构件,滑移铅芯橡胶隔震支座具有协调上部结构温致变形、地震作用下可耗能复位等优势,但往复荷载作用下其力学性能退化显著。文章建立考虑支座性能退化的滑移铅芯橡胶支座精细数值模型,开展不同竖向压力、加载频率、加载位移幅值时滑移铅芯橡胶支座压剪力学性能分析,并基于支座试验结果验证模型的准确性,进一步探明支座性能退化对隔震桥梁地震响应的影响。结果表明：竖向压力增大会改变滑移铅芯橡胶支座的滞回力-位移关系,从而提升其耗能性能;加载频率对摩擦力的影响随加载频率增大而显著减小;加载位移幅值越大,支座单周耗能能力、等效刚度随滞回周期的增加减小越显著;相比已有数值模型,考虑支座性能退化的精细数值模型分析结果与试验结果吻合更好,模型误差显著减小。隔震周期越大,支座性能退化对隔震桥梁地震响应的影响越显著,应在隔震结构设计与性能分析中予以关注。     

摩擦摆支座桥梁减隔震性能研究

以某桥梁工程为背景,建立空间有限元计算模型,对比分析了桥梁结构在有无减隔震措施下的地震反应。结果表明,未采取减隔震措施时,该桥桥墩会发生强度破坏;而采用摩擦摆减隔震支座后,该桥桥墩的强度、变形均能满足规范要求。该计算结果可为同类桥梁结构的减隔震设计提供参考。     

C形钢分离式隔震装置的力学性能

随着越来越多大跨度桥梁的出现,桥梁结构上部荷载巨大,使得传统橡胶隔震支座的体积越来越大。而钢阻尼器滞回耗能能力强,造价低廉,方便加工和安装,是理想的桥梁减震构件。针对这一现状,在高承载力支座的基础上,研究了一种新型隔震装置,即C形钢分离式隔震装置。这种新型隔震装置具有竖向承载力高、滞回耗能能力强、可以应对任意方向地震作用等特点。本文将隔震装置分为高承载力支座与C形钢阻尼器支座两个部分,分别研究首次卸载及反向加载时支座的力–位移关系曲线,叠加这两部分从而得到隔震装置的恢复力模型。为了研究装置的阻尼性能,对装置进行试验研究,并使用ABAQUS对隔震装置进行数值模拟,结果表明装置理论计算值与有限元分析仿真值吻合良好。     

SAP2000在桥梁结构非线性时程分析中的应用

我国是一个强震多发国家,随着我国对地震研究的逐渐深入,桥梁结构减隔震控制技术在我国桥梁工程界日益得到重视,并逐步开展了桥梁减隔震设计研究工作。在众多桥梁减隔震产品中,NDQZ弹塑性阻尼幅球型钢支座,以其多级设防、整体寿命周期长、性能可靠、技术先进等优点,在诸多项目中得到了广泛的应用。但是,NDQZ系列减隔震支座采用Midas等常用专业有限元分析软件建模时不便于模拟,为该支座的桥梁结构非线性时程分析带来了困难。笔者以某桥梁工程为背景,阐述了采用SAP2000模拟NDQZ减隔震支座进行桥梁结构非线性时程分析的要点,并给出了主要结论,以供同类型桥梁设计参考。     

采用新型分离式摩擦滑移系统的隔震结构振动台试验研究

提出一种二硫化钼固体润滑剂涂层的新型分离式摩擦滑移隔震装置,为研究该新型隔震系统对结构抗震性能的影响,进行了隔震和非隔震结构的模型振动台对比试验。基于试验结果,从结构的动力特性、位移反应及加速度反应等方面评价结构抗震性能,并对比分析了该新型摩擦滑移隔震系统的隔震效果。研究表明:二硫化钼固体润滑剂涂层具有较高的竖向承载特性和低摩擦特性,新型分离式摩擦滑移隔震系统能够有效降低结构地震响应。相比于非隔震结构,采用新型分离式摩擦滑移系统的隔震结构的楼层加速度、层间位移角均减小,地震作用下,结构能量的耗散主要集中在隔震支座处,该隔震系统具有良好的隔震效果,结构可以满足抗震要求。     

帕德玛大桥摩擦摆隔震支座型式试验及性能分析

摩擦摆隔震支座具有广泛应用前景。孟加拉国帕德玛桥梁工程为“一带一路”重要交通工程，采用了摩擦摆隔震支座，以保障桥梁安全。本文首先介绍了试验采用的大吨位多功能试验机及其主要技术参数，其次采用欧洲EN 15129:2009标准规定对帕德玛大桥采用的两种摩擦摆隔震支座进行了型式试验和性能评估分析。结果表明：摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满，耗能效果良好，具有稳定的力学性能及较好的隔震性能，满足设计要求。试验结果为该隔震支座的实际工程应用提供了试验验证，确保了该工程的抗震安全性。     

云南八度区某小学教学楼隔震设计

采用橡胶隔震支座对云南省某小学教学楼进行基础隔震设计,通过PKPM软件和ETABS软件对结构进行隔震分析。分析结果表明:ETABS软件可以较好地模拟橡胶隔震支座的性能;通过合理布置铅芯橡胶隔震支座和天然橡胶支座,隔震结构的偏心率满足设计要求;该橡胶隔震支座布置方案可以使结构满足降一度设计的要求;隔震支座在重力荷载代表值作用、风荷载作用、设防地震作用和罕遇地震作用下的性能均满足规范的要求。     

连续梁桥减、隔震体系的优化设计

本文根据连续梁桥减、隔震体系设计的特点,建立了桥梁减、隔震体系优化设计公式,实现了应用结构最优化设计理论设计桥梁减、隔震支座动力控制参数,使得桥梁墩、台所受到的地震水平力最小的同时满足小震作用下桥梁结构保持弹性;强震作用下减、隔震支座发生弹塑性变形耗散地震能量的减、隔震设计思想.通过编制的桥梁减、隔震体系优化设计程序,对连续梁桥减、隔震体系优化设计进行了算例分析,得出了一些有用的结论.     

铅芯橡胶支座非线性动态特性的显式有限元分析

本文在分析铅芯橡胶隔震支座力学特性的基础上,提出了采用显式有限元分析软件ANSYS／LS-DYNA来分析铅芯橡胶支座的非线性动态特性。建立铅芯橡胶支座的YEA（有限元）模型,针对支座中心加竖向荷载和水平向循环往复位移荷载,进行了数值模拟分析,结果表明,利用有限元数值分析的结果与试验曲线基本吻合,从而为确定铅芯橡胶支座的动力分析参数提供计算方法,进而可为设计新型铅芯橡胶支座提供指导。     

国道110线乌海黄河大桥抗震设计及减隔震措施研究

文章以国道110线乌海黄河大桥主桥为工程背景,研究了高烈度地区大跨度部分斜拉桥的抗震计算及减隔震设计方法,提出了采用双曲面球型减隔震支座的减隔震设计,建立了有限元模型,进行了非线性时程分析,并对该桥进行了E1和E2地震作用的抗震验算。计算分析结果表明对于高烈度地区大跨度部分斜拉桥来说,采用双曲面球型减隔震支座是一种理想的减隔震措施,对高烈度地区同类桥梁的抗震设计具有借鉴意义。     

考虑铅芯橡胶隔震支座力学性能退化的基础隔震结构地震作用研究

针对铅芯橡胶隔震支座在长周期长持时地震作用下由于铅芯温度上升发生力学性能退化的问题,通过压剪设备对铅芯橡胶隔震支座进行了快速水平往复力学性能试验,研究其在快速往复加载下水平剪切力学性能的变化。试验结果表明,铅芯橡胶隔震支座在快速往复荷载作用下,随着加载次数的增多,其特征强度显著下降,且前期下降的幅度比后期大,屈服后刚度在加载过程中变化较为平缓。然后基于试验结果,采用改良的广义Bouc-Wen模型,提出了铅芯橡胶隔震支座在快速水平荷载下力学性能退化的力学模型,然后基于铅芯橡胶隔震支座性能退化的力学模型,对一实际隔震结构进行仿真,研究该结构在长周期长持时地震作用下的动力响应。仿真结果表明考虑支座退化效应得到的隔震层位移和层间位移角不仅比不考虑支座退化效应得到的大,且最大值已超出设计允许范围,因此在基础隔震设计时建议要考虑铅芯橡胶隔震支座在长周期长持时地震作用下力学性能退化情况。