...WD......WD......WD...橋梁工程抗震設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和方法通過(guò)本學(xué)期所學(xué)的《土木工程地質(zhì)》，我們初步了解到了橋梁工程。橋梁是交通生命線工程中的重要組成局部，震區(qū)橋梁的破壞不僅直接阻礙了及時(shí)救災(zāi)行動(dòng)，使得次生災(zāi)害加重，導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)以及間接經(jīng)濟(jì)損失巨大，而且給災(zāi)后的恢復(fù)與重建帶來(lái)困難。在近30年的國(guó)內(nèi)外大地震中，橋梁破壞均十分嚴(yán)重，橋梁震害及其帶來(lái)的次生災(zāi)害均給橋梁抗震設(shè)計(jì)以深刻的啟示。在以往地震中城市高架橋或公路上梁橋的墩柱的屈曲、開(kāi)裂、混凝土剝落、壓潰、剪斷、鋼筋裸露斷裂等震害，橋梁防震越來(lái)越受到各國(guó)工程師的重視。所以結(jié)合所學(xué)現(xiàn)代剛橋等知識(shí)及搜集的資料，本文將大致講述橋梁工程抗震設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和方法。首先我們了解下地震帶給橋梁的具體破壞影響，這樣才可以采取相應(yīng)措施來(lái)防止。橋梁上部構(gòu)造由于受到墩臺(tái)、支座等的隔離作用，在地震中直承受慣性力作用而破壞的實(shí)例較少，由于下部構(gòu)造破壞而導(dǎo)致上部構(gòu)造破壞則是橋梁構(gòu)造破壞的主要形式，下部構(gòu)造常見(jiàn)的破壞形式有以下幾種：

與支座底發(fā)生滑動(dòng)，在地震力作用下支座破壞，致使梁體發(fā)生位移導(dǎo)致落梁。墩臺(tái)支承寬度不滿足防震要求，防落梁措施設(shè)計(jì)不合理，在地震力作用下，梁、墩臺(tái)間出現(xiàn)較大相對(duì)位移，導(dǎo)致落梁現(xiàn)象的發(fā)生。壞，都起不到應(yīng)有作用，導(dǎo)致落梁。接下來(lái)將從兩個(gè)方面講述抗震設(shè)計(jì)?？拐鹪O(shè)計(jì)的主要內(nèi)容目前橋梁工程的設(shè)計(jì)主要配合靜力設(shè)計(jì)進(jìn)展，但貫穿整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)的全過(guò)程。與靜力設(shè)計(jì)一樣，橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)綜合性的工作。橋梁抗震設(shè)計(jì)的任務(wù)，是選擇合理的構(gòu)造方式，并為構(gòu)造提供較強(qiáng)的抗震能力。具體來(lái)說(shuō)，有以下三個(gè)局部：1正確選擇能夠有效抵抗地震作用的構(gòu)造形式；2合理的分配構(gòu)造的剛度，質(zhì)量和阻尼等動(dòng)力參數(shù)，以便最大限度的利用構(gòu)件和材料的承載和變形能力；3正確估計(jì)地震可能對(duì)構(gòu)造造成的破壞，以便通過(guò)構(gòu)造丶構(gòu)造和其他抗震措施，使損失控制在限定的范圍內(nèi)。一丶抗震設(shè)計(jì)流程橋梁工程的設(shè)計(jì)一般都要包括五個(gè)局部，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)選定，抗震概念設(shè)計(jì)，地震反響分析，抗震性能驗(yàn)算和抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)。其中地震反響分析和抗震性能驗(yàn)算工作量最多，且最為復(fù)雜。如果采用三級(jí)設(shè)防的抗震設(shè)計(jì)思想，上面的兩個(gè)局部就要做三個(gè)循環(huán)，即對(duì)于每一個(gè)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)展一次地震反響分析，并進(jìn)展相應(yīng)的抗震性能驗(yàn)算，直到構(gòu)造的抗震性能滿足要求。二丶抗震概念設(shè)計(jì)抗震概念設(shè)計(jì)是從概念上，特別是從構(gòu)造總體上考慮抗震的工程決策；概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)歷等獲得的根本設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)思想，正確地解決構(gòu)造總體方案丶材料使用和細(xì)部構(gòu)造，以到達(dá)合理抗震設(shè)計(jì)的目的。合理的抗震概念設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)出來(lái)的構(gòu)造，在強(qiáng)度丶剛度和延性等指標(biāo)上有最正確的組合，使構(gòu)造能夠經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。該階段的主要任務(wù)使選擇良好的抗震構(gòu)造體系，主要橋梁構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)的一般要求進(jìn)展。對(duì)于采用延性概念設(shè)計(jì)的橋梁，還包括延性類(lèi)型選擇和塑性耗能機(jī)制選擇。從抗震的角度來(lái)看，理想的橋梁構(gòu)造體系布置應(yīng)該是：從幾何線性看：是直橋，而且各橋墩高度相差不大。從構(gòu)造布局上看：上部構(gòu)造是連續(xù)的，伸縮縫應(yīng)該盡可能少；橋梁保持小跨徑；在多個(gè)橋墩布置彈性支座；各個(gè)橋墩的強(qiáng)度剛度在各個(gè)方向都一樣；根基是建造在堅(jiān)硬的場(chǎng)地上。實(shí)際工程中，由于各種限制條件，可能不能全部滿足但也應(yīng)該盡量滿足以上原則。三丶地震反響分析進(jìn)展地震反響分析，正確預(yù)測(cè)地震對(duì)橋梁構(gòu)造的影響是進(jìn)展橋梁抗震設(shè)計(jì)的根基。地震反響分析要解決三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：確定適宜的地震輸入建設(shè)構(gòu)造系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及振動(dòng)方程：一般采用有限元方法將構(gòu)造離散化，建設(shè)橋梁構(gòu)造力學(xué)模型，然后確定各離散單元的力學(xué)特性，最終建設(shè)相應(yīng)的地震振動(dòng)方程。選擇適宜的方法求解地震振動(dòng)方程得到地震反響。下面將詳細(xì)解決這三個(gè)問(wèn)題1地震輸入確實(shí)定在確定性地震反響分析中，一般采用兩種地震動(dòng)輸入，即地震加速度反響譜和地震動(dòng)加速度時(shí)程。采用反響譜法進(jìn)展地震反響分析時(shí)，一般采用地震加速度反響譜作為地震輸入。反響譜的選取對(duì)比簡(jiǎn)單，一般根據(jù)場(chǎng)地條件和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取。如果做過(guò)場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)，則可以選取場(chǎng)地的設(shè)計(jì)反響譜作為輸入。采用動(dòng)態(tài)時(shí)程法進(jìn)展地震反響分析時(shí)，一般采用地震動(dòng)加速度時(shí)程作為地震輸入。地震動(dòng)加速度時(shí)程的選擇主要有三個(gè)方法，即直接利用地震記錄丶采用人工地震加速度時(shí)程和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化地震加速度時(shí)程。選擇加速度時(shí)程時(shí)，必須把握住三個(gè)特征，即加速度峰值的大小，波形和強(qiáng)震持續(xù)時(shí)間。在選擇強(qiáng)震記錄時(shí)，除了最大峰值加速度應(yīng)符合橋梁所在地區(qū)的設(shè)防要求外，場(chǎng)地條件也應(yīng)該盡量接近，也就是該地震波的主要周期應(yīng)盡量接近于橋址場(chǎng)地附近同類(lèi)地質(zhì)條件下的強(qiáng)震記錄，則是最正確選擇，應(yīng)優(yōu)先采用。在地震反響分析中，地震反響一般分別沿兩個(gè)最不利方向，縱橋向和橫橋向輸入。而且縱橋向或橫橋向地震驗(yàn)算是分別進(jìn)展的，不考慮正交地震力的合成。關(guān)于豎向地震輸入，我國(guó)鐵路工程和公路工程抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定，只有位于烈度為9度區(qū)的懸臂構(gòu)造應(yīng)考慮豎向地震力作用，其地震力系數(shù)為水平向的0.5倍。但需要指出來(lái)的是，拱橋?qū)τ谪Q向地震非常敏感，一般都應(yīng)考慮。地震動(dòng)的輸入方式又可分為同步，不同步多點(diǎn)輸入。對(duì)于小中橋梁，進(jìn)展同步輸入。對(duì)于橋梁長(zhǎng)度很大的橋梁，各支撐點(diǎn)可能位于顯著不同的場(chǎng)地土上，由此導(dǎo)致各支撐處輸入地震動(dòng)的不同，在地震反響分析中就要考慮多支撐不同鼓勵(lì)簡(jiǎn)稱(chēng)多點(diǎn)激振。即使場(chǎng)地土情況變化不大，也可能因地震動(dòng)沿橋縱軸向先后到達(dá)的時(shí)間差，引起各支承處輸入地震時(shí)程的相位差，簡(jiǎn)稱(chēng)行波效應(yīng)。2地震振動(dòng)方程及構(gòu)造力學(xué)模型的建設(shè)有總剛度矩陣，總質(zhì)量矩陣，總阻尼矩陣等方程。此處主要講構(gòu)造力學(xué)模型的建設(shè)。動(dòng)力計(jì)算模型的建設(shè)采用有限元模型描述橋梁構(gòu)造的力學(xué)特征時(shí)，必須將構(gòu)造離散化，這包括構(gòu)造本身的單元?jiǎng)澐?，支承連接局部的特殊處理，墩臺(tái)基地支承的邊界處理等。為了真實(shí)的模擬構(gòu)造的力學(xué)特征，所建設(shè)的計(jì)算模型必須如實(shí)的反映構(gòu)造構(gòu)件的幾何，材料特性，以及各構(gòu)件的邊界連接條件。上部構(gòu)造的計(jì)算模型一般來(lái)說(shuō)，橋梁上部構(gòu)造的設(shè)計(jì)主要由運(yùn)營(yíng)荷載控制。震害資料也說(shuō)明，上部構(gòu)造自身的震害非常少見(jiàn)。采用能反映上部構(gòu)造質(zhì)量分布和剛度特征的簡(jiǎn)化的脊梁模型來(lái)模擬上部構(gòu)造的工作特性。橋梁構(gòu)造的抗震慣性力主要集中在上部構(gòu)造 ，控制下部構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要是上部構(gòu)造通過(guò)支座傳遞下來(lái)的水平慣性力，而這一慣性力，主要取決于上部構(gòu)造的質(zhì)量丶下部構(gòu)造的剛度丶以及支座連接條件。因此，在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，橋梁上部構(gòu)造的剛度模擬不必太精細(xì)，在許多情況下甚至可以假設(shè)為剛體，但上部構(gòu)造的質(zhì)量必須盡可能正確模擬。 3）墩柱的計(jì)算模型在地震反響分析中，墩柱是關(guān)鍵的構(gòu)造構(gòu)件。上部構(gòu)造的重力和地震慣性力通過(guò)墩柱傳遞給根基，而地震動(dòng)輸入又通過(guò)墩柱傳遞給上部構(gòu)造。另一方面，目前普遍承受的抗震設(shè)計(jì)思想一般要求墩柱具備一定的非彈性變形及耗能能力。因此，正確建設(shè)墩柱的計(jì)算模型，即正常模擬墩柱的剛度和質(zhì)量分布非常重要。橋梁墩柱一般采用單元模擬，但單元的劃分要恰當(dāng)。因?yàn)閱卧膭澐譀Q定了堆聚質(zhì)量的分布，從而決定了振型的形狀和地震慣性力的分布。對(duì)于一般的混凝土橋梁，上部構(gòu)造的慣性力奉獻(xiàn)對(duì)墩柱的地震反響起控制作用，墩柱自身的奉獻(xiàn)很小。這時(shí)，墩柱的單元?jiǎng)澐挚梢赃m當(dāng)粗糙。反之，如果是重力式橋墩，或者高墩，橋墩的自身奉獻(xiàn)則對(duì)比大，此時(shí)，墩柱的單元?jiǎng)澐志筒荒芴植?。四丶抗震?yàn)算橋梁構(gòu)造地震反響分析的最終目的是正確地估計(jì)地震可能對(duì)構(gòu)造造成的破壞，以便通過(guò)構(gòu)造構(gòu)造以及其他抗震措施，使損失控制在限定的范圍內(nèi)。因此，恰當(dāng)而有效抗震能力驗(yàn)算是橋梁構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成局部。橋梁工程的大局部質(zhì)量都集中在上部構(gòu)造，因而，地震慣性力也主要集中在上部構(gòu)造。上部構(gòu)造的地震慣性力一般通過(guò)支座傳遞給墩柱，再由墩柱傳遞給根基，進(jìn)而傳遞給地基承受。一般來(lái)說(shuō)，上部構(gòu)造的設(shè)計(jì)主要由恒載，活載，溫度荷載等控制。而墩柱在地震作用下將會(huì)受到較大剪力和彎矩作用，一般由地震反響控制設(shè)計(jì)。因此，墩柱，以及保持上丶下部連接可靠的支座等連接構(gòu)件，是橋梁抗震驗(yàn)算的主要局部。大量震害資料說(shuō)明：橋梁震害主要產(chǎn)生在下部構(gòu)造，即使是上部構(gòu)造破壞的境況，也往往是由于下部構(gòu)造的破壞或大變形造成的。橋梁構(gòu)造中普遍采用的鋼筋混凝土墩柱，其破壞形式主要有剪切破壞和彎曲破壞。對(duì)比高柔的橋墩，多為彎曲型破壞；而矮粗的橋墩多為剪切破壞；介于兩者之間的，為混合型；橋梁支座的震害也極為普遍，破壞形式主要是活動(dòng)支座脫落，以及支座本身構(gòu)造上的破壞等。因此，在橋梁構(gòu)造的抗震驗(yàn)算中，不僅要驗(yàn)算墩柱的抗彎能力和抗剪能力，還要驗(yàn)算支座等連接構(gòu)件能否有效工作。1構(gòu)造破壞準(zhǔn)則迄今為止，前人已經(jīng)提出了許多構(gòu)造地震破壞準(zhǔn)則，主要有強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則，變形破壞準(zhǔn)則，能量破壞準(zhǔn)則，變形和能量雙重破壞準(zhǔn)則，以及基于性能的破壞準(zhǔn)則。目前較為實(shí)用的是強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則和延性破壞準(zhǔn)則。2鋼筋混凝土墩柱的抗彎能力驗(yàn)算鋼筋混凝土墩柱的抗彎能力驗(yàn)算包括抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算和延性能力驗(yàn)算?？箯潖?qiáng)度驗(yàn)算采用強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則進(jìn)展，要求地震作用下墩柱的最大彎矩小于墩柱的抗彎強(qiáng)度。我國(guó)現(xiàn)行的《公路工程抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，強(qiáng)度驗(yàn)算按現(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展。如果允許墩柱出現(xiàn)非彈性變形，則采用延性破壞準(zhǔn)則驗(yàn)算墩柱的延性能力。根據(jù)延性破壞準(zhǔn)則，構(gòu)造是否被破壞取決于塑性變形的大小。鋼筋混凝土墩柱的抗剪強(qiáng)度采用強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則進(jìn)展驗(yàn)算，即要求地震引起的墩柱最大剪力小于墩柱的抗剪強(qiáng)度。五丶抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)橋梁構(gòu)造的抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)一般包括兩個(gè)方面，即墩與梁的連接構(gòu)造設(shè)計(jì)和墩柱的構(gòu)造設(shè)計(jì)。在歷次破壞性地震中，由于鏈接構(gòu)造的設(shè)計(jì)缺陷引起的落梁震害及其常見(jiàn)。在實(shí)際抗震設(shè)計(jì)中，世界各國(guó)普遍采用構(gòu)造措施防止落梁震害，包括兩個(gè)方面：1丶限制支承連接部位的支承面最小寬度；2在相鄰梁之間安裝縱向約束裝置。需要指出的是，斜梁與曲線梁橋的梁端較易發(fā)生落梁，需要特別重視在梁端至墩丶臺(tái)帽或蓋梁邊緣之間的距離設(shè)置。實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)結(jié)合具體情況設(shè)計(jì)。接下來(lái)將講述橋梁工抗震設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的幾種方法?？拐鹪O(shè)計(jì)主要方法1反響譜法人類(lèi)在與地震的斗爭(zhēng)中開(kāi)展了各種抗震分析方法,分為確定性方法和概率性方法兩大類(lèi)。靜力法、反響譜法和時(shí)程分析法均屬于確定性方法,隨機(jī)振動(dòng)、虛擬鼓勵(lì)法屬于概率性方法。通常所說(shuō)的構(gòu)造地震反響分析,就是建設(shè)構(gòu)造地震振動(dòng)方程,然后通過(guò)求解振動(dòng)方程得到構(gòu)造地震反響(位移、內(nèi)力等)的過(guò)程。反響譜的定義在構(gòu)造抗震理論開(kāi)展中,靜力法、反響譜法和動(dòng)力時(shí)程分析法三個(gè)階段的形成和開(kāi)展是人類(lèi)對(duì)自然規(guī)律認(rèn)識(shí)的不斷深入與完善的過(guò)程。反響譜理論考慮了構(gòu)造物的動(dòng)力特性,而且簡(jiǎn)單正確地反映了地震動(dòng)的特性,因此得到了廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。廣義線性單自由度體系一個(gè)場(chǎng)地記錄到的地震動(dòng)與多種因素有關(guān),比方場(chǎng)地條件、震中距和震源深度、震級(jí)、震源機(jī)制和傳播路徑等等。由于諸多隨機(jī)因素的影響使得由不同記錄得到的加速度反響譜具有很大的隨機(jī)性。各標(biāo)準(zhǔn)反響譜之間存在一些差異,工程抗震設(shè)計(jì)中采用動(dòng)力放大系數(shù)作為地震荷載的描述,其根據(jù)規(guī)定的反響譜曲線及體系的自振周期確定。在橋梁抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中還引入了綜合影響系數(shù)以考慮構(gòu)造的延性耗能作用。對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)體系可利用振型分解成一系列相互獨(dú)立的振動(dòng)從而可以利用單質(zhì)點(diǎn)體系的反響譜理論來(lái)計(jì)算,最后將各個(gè)振型的最大反響按適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ嘟M合(如SRSS、CQC、IGQC等)即得到多質(zhì)點(diǎn)體系的各項(xiàng)反響值[1~2]。反響譜方法的優(yōu)缺點(diǎn)反響譜方法的優(yōu)點(diǎn)是概念簡(jiǎn)單、計(jì)算方便,可以用較少的計(jì)算量獲得構(gòu)造的最大反響值。反響譜方法的缺點(diǎn)是:(1)地震響應(yīng)分析時(shí)必須重視振型數(shù)的取值。由于大跨度橋梁的自振頻率在一個(gè)相當(dāng)寬的頻帶內(nèi)密布,而地震波一般都是寬帶鼓勵(lì),因此在用反響譜方法做大跨度橋梁的分析時(shí),必須選取足夠數(shù)量的振型。(2)原則上只適用于線性構(gòu)造體系。構(gòu)造在強(qiáng)烈地震中一般都要進(jìn)入非線性狀態(tài),彈性反響譜法不能直接使用。(3)地震反響譜失掉相位信息。經(jīng)疊加得到的構(gòu)造反響最大值是一個(gè)近似值。2延性抗震設(shè)計(jì)的根本概念延性的定義和指標(biāo)延性抗震設(shè)計(jì)主要是利用構(gòu)造、構(gòu)件自身的延性耗能能力來(lái)抵抗地震作用，設(shè)計(jì)時(shí)是通過(guò)增加構(gòu)造、構(gòu)件延性來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)構(gòu)造允許出現(xiàn)塑性鉸的局部進(jìn)展專(zhuān)門(mén)的延性設(shè)計(jì)。延性抗震設(shè)計(jì)的根本思想：構(gòu)造構(gòu)件可以發(fā)生塑性變形，可以發(fā)生一定的損壞，但構(gòu)造不倒塌是必須能得到保證的，構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，使構(gòu)造具有一定的滯回特性，這種特性足以抵抗大地震產(chǎn)生的彈塑性變形，設(shè)計(jì)預(yù)期的大地震發(fā)生時(shí)，滯回延性要低于地震激起的反復(fù)彈塑性變形循環(huán)，免于倒塌破壞的構(gòu)造抗震設(shè)防的最低目標(biāo)必須始終得到保證。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，使構(gòu)造具有延性特征，首先要確定度量延性量化的設(shè)計(jì)指標(biāo)。通常用位移延性系數(shù)和曲率延性系數(shù)作為延性量化設(shè)計(jì)的指標(biāo)。位移延性系數(shù)定義為構(gòu)件屈服后的位移與屈服位移之比。曲率延性系數(shù)定義為截面屈服后的曲率與屈服曲率之比。靜力延性指標(biāo)與動(dòng)力延性指標(biāo)地震動(dòng)的隨機(jī)性使鋼筋混凝土的動(dòng)力延性指標(biāo)，在實(shí)際中無(wú)法準(zhǔn)確表示，構(gòu)造在遭遇設(shè)計(jì)預(yù)期的大地震時(shí)，地震動(dòng)作用使構(gòu)造經(jīng)歷的反復(fù)變形循環(huán)情況無(wú)法事先預(yù)知，所以，構(gòu)造構(gòu)件的動(dòng)力延性指標(biāo)在地震動(dòng)作用下也就無(wú)法確定。由于無(wú)法準(zhǔn)確確定大地震時(shí)構(gòu)造構(gòu)造的動(dòng)力延性指標(biāo)，在設(shè)計(jì)時(shí)通常采用靜力延性指標(biāo)來(lái)代替，也可以采用周期反復(fù)荷載試驗(yàn)驗(yàn)證靜力延性指標(biāo)。當(dāng)用靜力延性指標(biāo)代替動(dòng)力延性指標(biāo)時(shí)，在周期反復(fù)荷載作用下，由于構(gòu)造構(gòu)件存在低周疲勞現(xiàn)象，構(gòu)造構(gòu)件的延性在地震動(dòng)作用下往往會(huì)過(guò)高地估計(jì)。3橋梁減隔震技術(shù)減隔震技術(shù)的概念和開(kāi)展減震是人為在構(gòu)造的某些部位設(shè)置阻尼器或耗能構(gòu)件,改變構(gòu)造的動(dòng)力性能,耗散構(gòu)造吸收的地震能量,從而降低構(gòu)造的地震反響。隔震則是指通過(guò)延長(zhǎng)構(gòu)造的自振周期避開(kāi)地震卓越周期或減小地震能量輸入,以此降低構(gòu)造地震反響。對(duì)橋梁構(gòu)造采用隔震技術(shù)的思想產(chǎn)生由來(lái)已久,減隔震技術(shù)自誕生以來(lái),受到了廣泛的重視。第一座采用減隔震技術(shù)的橋梁是新西蘭的Motu橋,建于1973年,上部構(gòu)造采用滑動(dòng)支承隔震,阻尼由U形鋼彎曲梁提供。該橋建成后,減隔震技術(shù)在橋梁抗震中得到了迅速推廣。美國(guó)第一次將減隔震技術(shù)用于橋梁是在1984年,用于對(duì)SierraPointBridge進(jìn)展抗震加固。1990年,美國(guó)新建了第一座采用減隔震技術(shù)的橋梁Sexton橋。在日本,第一座建成的減隔震橋梁是靜崗縣橫跨Keta河的宮川大橋,完成于1990年,是一座3跨連續(xù)鋼桁架梁橋,采用鉛芯橡膠支座作為減震構(gòu)件。常用減隔震裝置1)分層橡膠支座。分層橡膠支座,國(guó)內(nèi)常稱(chēng)為板式橡膠支座。其根本構(gòu)造由薄橡膠片與薄鋼板相互交替結(jié)合而成,支座平面形狀多采用圓形或矩形。在抗震設(shè)計(jì)中主要考慮分層橡膠支座的水平剛度和阻尼作用等因素。橡膠支座的水平剪切剛度,指上、下板面產(chǎn)生單位位移時(shí)所需施加的水平剪力。橡膠支座通過(guò)在變形過(guò)程中消耗能量提供阻尼,這種阻尼主要取決于橡膠層變形的速度。以天然橡膠為主要材料制作的支座,典型的阻尼比為5%～10%。分層橡膠支座的力—位移滯回曲線呈狹長(zhǎng)形,所提供的阻尼較小,因而在減隔震橋梁設(shè)計(jì)中,常與阻尼器一起使用。2)鉛芯橡膠支座。鉛芯橡膠支座是在板式橡膠支座的根基上,在支座的中部或中心周?chē)课回Q直地壓入高純度鉛芯以改善支座阻尼性能的一種減震支座。鉛芯具有良好的力學(xué)特性,具有較低的屈服剪力(約10MPa),具有足夠高的初始剪切剛度(約130MPa),具有理想彈塑性性能且對(duì)于塑性循環(huán)具有很好的耐疲勞性能,能夠提供地震下的耗能能力和靜力荷載下所必需的剛度。因此,由鉛芯和分層橡膠支座結(jié)合的鉛芯橡膠支座能夠滿足一個(gè)良好減隔震裝置所應(yīng)具備的要求:在較低水平力作用下,具有較高的初始剛度,變形很小;在地震作用下,鉛芯屈服,剛度降低,延長(zhǎng)了構(gòu)造周期,并消耗地震能量。3)滑動(dòng)摩擦型減隔震支座?；瑒?dòng)摩擦型支座利用不銹鋼與聚四氟乙烯材料之間相當(dāng)?shù)偷幕瑒?dòng)摩擦系數(shù)制成。也稱(chēng)為聚四氟乙烯滑板支座。這種支座具有摩擦系數(shù)小,水平伸縮位移大的優(yōu)點(diǎn),作為橋梁活動(dòng)支座十分適宜。在地震作用下,滑動(dòng)摩擦型支座允許上部構(gòu)造在摩擦面上發(fā)生滑動(dòng),從而將上部構(gòu)造能夠傳遞到下部構(gòu)造的最大地震力限制為支座的最大摩擦,同時(shí)通過(guò)摩擦消耗大量的地震能量。這類(lèi)支座的缺點(diǎn)是沒(méi)有自復(fù)位能力,用作隔震支座時(shí),支座響應(yīng)的可預(yù)測(cè)性和可靠性都不盡如人意,所以常與阻尼器和橡膠支座等其他裝置一起使用4)鋼阻尼器。鋼阻尼器利用鋼材的塑性變形來(lái)耗能。典型的鋼阻尼器:a.有橫向加載臂的均勻彎矩彎曲梁阻尼器,加載臂有一傾斜角度;b.錐形懸臂彎曲梁阻尼器;c.有橫向加載臂的扭梁阻尼器。鋼阻尼器的優(yōu)點(diǎn)是制造不需要特殊設(shè)備,費(fèi)用對(duì)比適宜,堅(jiān)實(shí)耐用,又具有較大的耗能能力。試驗(yàn)研究說(shuō)明,大多數(shù)鋼阻尼器的滯回曲線可用雙線性來(lái)近似模擬。不同類(lèi)型鋼阻尼器的選擇取決于阻尼器放置的位置、可利用的空間、連接的構(gòu)造以及力和位移的大小。鋼阻尼器通常和橡膠隔震支座一起使用,如聚四氟乙烯滑板支座與懸臂鋼阻尼器就是一種合理組合。4.3減隔震裝置的選擇橋梁的減隔震系統(tǒng)應(yīng)滿足如下三個(gè)根本功能:1)具備一定的柔度,用來(lái)延長(zhǎng)構(gòu)造周期,降低地震力;2)通過(guò)阻尼、耗能裝置等對(duì)地震力進(jìn)展耗散,并將支承面處的相對(duì)變形控制在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi);3)具備一定的剛度和屈服力,在正常使用荷載下構(gòu)造不發(fā)生屈服和有害振動(dòng)。進(jìn)展減隔震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將重點(diǎn)放在提高耗能能力和分散地震力上,不可過(guò)分追求加長(zhǎng)周期。而且應(yīng)選用作用機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的減隔震裝置,并在其力學(xué)性能明