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橡胶垫和橡胶支座的减震效果比较

   发表时间:2020-09-04

       对于铁路梁式桥,尤其是多孔简支梁桥,地震造成的损坏主要是桥墩损坏和墩顶位移过大引起的落粱。因为梁式桥上部结构自身具有较高的抗震性能,故应重点考虑其下部结构的地震呼应。

       在强震效果下,对一般的梁式桥来说,其地震呼应根本上体现为单墩独立振荡,而相邻跨的影响较小”。为考虑不同支座模型对简支梁桥动力呼应的影响,本文选用考虑墩一支座一梁体共同效果的单墩计算模型,在强震效果下,墩底受拉区混凝土将很快进入开裂阶段,所以在实际的非线性动力分析中考虑截面的开裂效应,按截面开裂后的刚度进行分析。

       为了比较橡胶垫和橡胶支座相对于钢支座的减震效果,本文对选用上述3种支座的铁路简支梁桥简化模型的地震反响进行了计算分析,在计算分析中,钢支座选用铰接模拟,橡胶支座用线性绷簧模拟,橡胶垫用水平非线性绷簧拟,桥墩塑性铰用滚动非线性绷簧模拟。其他参数如下,桥墩为高12m的3m×15m矩形柱,抗弯惯性矩为O.6309m4,桥台为刚性,桥墩与地基刚性衔接;梁体重222.74t;混凝土的弹性模量为32GN/m2,桥墩的屈从弯矩为13482.58kN/m;输入为南北重量ElCentm波,加速度峰值按8度选取;橡胶垫的屈从力为109.143kN,初始刚度为35139.279kN/m,屈从比为10(初始屈从刚度和屈从后刚度之比值而/尬);橡胶支座的刚度取为橡胶垫的屈从后刚度;减震率定义为减隔震桥梁墩顶的大位移和非减隔震桥梁墩顶大位移之差与非减隔震桥梁墩顶大位移之比。

       相比较而言,橡胶垫既能有效地减小桥墩的内力,又能够有效地操控梁体和墩、台之间的相对位移,合理分配地震力,这充分体现了橡胶垫的阻尼特性和耗能才能。由此可见,支座尽管能够延伸结构的周期,阻隔上部结构和下部结构的振荡。相对铅芯支座而言,它无法操控梁体的位移,其自身变位也达到了不行承受的程度。这主要是因为橡胶支座的阻尼很低,且刚度不随变位改变,很简单和地震波中的相同周期的频谱成分发生共振之故。橡胶垫尽管初始刚度较大,但是在强烈地震效果下它将发生屈从,刚度下降急剧,发生很大的滞回阻尼,然后改变了桥梁结构的动力特性,耗散了振荡能量,避免了上部结构共振的发生,减小了墩顶位移,使梁体的位移操控在能够承受的范围。

 


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