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巴州区摩擦摆隔震支座抗震性能验算及设计方案

建筑摩擦摆隔震支座  2024/5/22 21:36:23  23001
内容摘要:巴州区摩擦摆隔震支座及特性摩擦摆隔震支座是一种圆弧而滑动摩擦系统,具有较强的限位、复位能力以及耗能机制和良好的稳定性。该隔震支座具有两个重要的参数,与周期和刚度有关的凹面曲率半径和摩擦力有关的摩擦系数。当施...

巴州区摩擦摆隔震支座及特性

摩擦摆隔震支座是一种圆弧而滑动摩擦系统,具有较强的限位、复位能力以及耗能机制和良好的稳定性。该隔震支座具有两个重要的参数,与周期和刚度有关的凹面曲率半径和摩擦力有关的摩擦系数。当施加在支座上的水平荷载小于摩擦力时,整个结构的运动与没有隔震支座时一样,隔震支座不起作用。一旦水平荷载超过摩擦力,隔震支座就开始起作用,改变结构运动周期,耗散结构运动的能量。

摩擦摆隔震支座具有以下三个动力特性:

(1)两个水平方向的变形具有摩擦滑移特性;

(2)滑动后在水平剪力方向具有刚度特性,这是由于滑移面为球面所引起的,使得支座具有恢复力特性;

(3)在竖直轴上具有间隙单元特性,即单元不能承受轴向拉力。

摩擦摆隔震支座隔震效果分析

通过以上非线性时程反应分析可知,在E2地震作用下:

顺桥向:2号制动墩墩底弯矩、剪力分别为268762kN·m,16123kN。隔震后,E2地震作用下墩底弯矩、剪力均约为E1地震作用下60%左右。

横桥向:2号制动墩墩底弯矩、剪力分别为241091kN·m,15532kN。隔震后,E2地震作用下墩底弯矩、剪力分别约为E1地震作用下的70%、115%左右。

摩擦摆隔震支座

桥梁抗震性能验算

根据《城市桥梁抗震设计规范》(C小66—2011),该大桥抗震设防类别为乙类桥梁。对于乙类桥梁,规范要求在E1地震作用下,桥墩及基础一般不损坏或不需要修复可继续使用。为此应对桥墩及基础的强度进行验算,以保证结构在El地震作用下的抗震性能。

抗震设计方案

抗震方案一:

摩擦摆隔震支座在E1地震作用下可以发生摆动,进人耗能阶段。仅需要进行E2地震作用下的墩柱及基础的强度验算。由于本桥的制动力为932kN,而制动墩的大静摩擦力为3240kN,约为制动力的3.5倍。表明对于方案一,仅由静摩擦力就可满足桥梁的正常使用。

抗震方案二:

摩擦摆隔震支座在E1地震作用下不能发生摆动,但在E2地震作用发生摆动,进入耗能阶段。仅需要进行E1地震作用下的墩柱及基础的强度验算。2号墩支座顺桥向剪力为13331kN,大静摩擦力为3240kN,可见由于该桥单跨跨度较大,E1地震作用下结构的反应较大,远大于制动力下引起的桥梁反应。因此,需通过设置剪力键及限滑动螺栓,补充水平抗力,注意减隔震后梁缝的细部构造及防落梁措施。

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