高烈度区桥梁设计采用的抗震措施(含构造措施、概念设计等)

redflag 发表于 2009-3-2 15:19:13 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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目前桥梁设计行业对抗震的重视越来越高,本贴旨在引领大家归纳总结设计中常见的抗震设计方法,如加强抗震挡块设计、加宽盖梁有效宽度,改善配筋样式等……欢迎大家来探讨
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sohappy 发表于 2009-3-16 08:56:45
最近刚完成一个桥梁抗震的课题,结合个人的经验提点看法。具体设计上来说桥梁抗震应该加强两个方面的内容,一个是概念设计、一个是构造细节设计。需要注意的是,这两个东西其实和具体的抗震计算关系不大,大家也都清楚,抗震计算是最不靠谱的东西,地震的东西是算不清楚的,计算只是辅助手段,只是验证概念和细节的合理性。所以设计师需要的是对桥梁抗震设计基本概念和原理的深刻理解。从结构上来说,要清楚哪些结构有利于抗震,哪些结构抗震不利,其中包括桥型、上部结构、下部结构、墩台、基础的处理等等。构造细节措施则包括一些基本的抗震措施,比如支座的选择、挡块的设置等等,还包括构件细节的构造措施、比如墩的箍筋配置、节点配筋构造。下面介绍一点具体的内容:( T, C# F' V, s4 R5 z
1.减隔震是从结构上彻底改善桥梁的抗震性能的,但是不同的减隔震技术有其适用范围:我根据常用的减隔震原理的不同,将隔震技术划分为柔性支承隔震技术、滑动接触隔震技术等,滚动接触隔震技术,将减震技术分成金属耗能减震技术、粘滞阻尼耗能减震技术、摩擦耗能减震技术、粘弹性耗能减震技术等,依据以上介绍的各种减隔震技术可以制作出各种不同的减隔震装置。有的减隔震装置集中体现了某一项减隔震技术,而有的减隔震装置则组合使用了多种减隔震技术。在设计选型过程中,有时可以单独使用一种减隔震装置,有时将几种减隔震装置组合在一起使用。例如:+ q, \  Y& q' b

$ D( a1 s5 R, M1 q
                                        表4-1 常用减隔震装置
类别
装置名称
特点
滑动接触隔震类

. I/ c/ ~5 z4 q# ?  a
纯滑动摩擦支座(FB)
. M, ^+ L, R& }" _( t8 z3 C
提供滑动接触隔震和摩擦耗能减震技术,但是无恢复刚度。对输入地震波频率不敏感,隔震范围较广泛。纯滑动体系可能会导致较大的结构位移,一般与具有恢复能力的构件联合使用。. ?' z& u1 k, R4 J0 ?: |" q, l
摩擦摆式支座(FPS)

* Y/ e+ U1 G: t; J1 d7 O4 B6 A
可以提供滑动接触隔震和摩擦耗能减震技术,可以提供恢复刚度,应用广泛。
# e) M8 u( u7 m8 o9 u# |
双曲面球型减隔震支座(DCFP)

4 i. z3 d1 f, D: |# ]6 u" r  Z
基本概念同摩擦摆式支座,但比普通的FPS具有更大的滑动位移范围,同时有更多的设计参数可供结构体系优化设计使用。+ l! C2 a  `# C7 [+ z( C
柔性支承隔震类

' f5 w  y1 g- r; w3 @+ F: x
板式橡胶支座(RB)
4 M8 L% {9 m% U" `3 E+ L) t
提供柔性支承隔震技术,但是几乎没有耗能能力,一般需要与其他耗能阻尼装置联合使用。
6 O9 ~( w7 X, I4 C6 W# P6 f
铅芯橡胶支座(LRB)
+ A6 E  D1 j9 N. d0 \7 y
同时提供柔性支承隔震和金属耗能减震技术,结合了叠层橡胶支座和铅阻尼器的优点,在地震激励下具有较小的水平刚度和较大的阻尼特性。应用最为广泛。
9 ^7 k9 D6 b; f* N, s1 X* o
高阻尼橡胶支座(HRB)

$ A. Z* N5 F# v2 ]6 T' A2 Q0 V( j
能够提供柔性支承隔震技术和粘滞阻尼耗能技术,采用特殊配制的橡胶材料制作,其形状及构造与天然橡胶支座相同,但自身具有较好的耗能能力。
+ A+ o" Z6 t% U- K( B& c! Y
滚动接触隔震类
, q% G' X9 ]* |6 X: u
滚轴支座

" E/ `2 o0 z# y9 t0 E' V; ^: f& n
可以提供滚动接触隔震,隔震效果较为理想,新型滚轴支座扩大了减隔震支座的频率适用范围,摆脱了位移和加速度需求的双重制约。但由于此种支座滚动接触面较小,竖向承载能力有限。
* o' R) V# z/ f9 O1 k) g8 J" m
金属耗能减震类

) @% Y( n: W. V: S3 W4 c
弧形钢板条耗能器
7 Z: M& Y% ?, S& ]1 \
可以提供金属耗能减震技术和恢复刚度,常与其它隔震支座组合使用。
' `6 s) c; e+ y$ m- H- P# m
锥形钢悬臂阻尼器

) R; n# I) M* ]" U5 {- e
可以提供金属耗能减震技术、恢复刚度和初始刚度。常与隔震支座组合使用。
" y6 `# n' C6 q$ x7 G3 r5 [, T
YSD多向耗能支座

! _: {  y& h- z" G& p
提供金属耗能减震技术,在欧洲国家使用广泛。% I# P- }# s/ ?3 S! z
粘滞阻尼耗能减震类

, f% r" h1 t' ~7 {/ C) F
液体粘滞阻尼器(FVD)
& a: F3 M% |! v' _) w. h) j
提供粘滞阻尼耗能减震技术,不对主体结构附加刚度。在缓慢变形下,产生抗力接近于零,不会影响到结构正常使用功能。
+ j/ z1 @2 Z5 q. x! k7 }
液体粘滞弹簧阻尼器

; h& O% M+ ^# \8 t" u' D8 W8 B. d
提供粘滞阻尼耗能技术和恢复刚度,在粘滞阻尼器的基础上增加弹簧装置,使粘滞阻尼器具有一定的恢复刚度。
+ D& ~/ U3 M8 D! W/ _
Lock-up锁定技术类

1 m: H; L  A$ B0 P6 P. `  ^3 m7 e
限位阻尼器(Lock-up)

0 ?0 K+ r5 y! C/ F8 z
类似速度开关的装置,当速度大于启动值时,装置启动,变成刚性连杆,锁住装置两端点之间的位移。不能直接提供减隔震技术,但可以使各桥墩之间地震力的分配更为合理。" y4 c$ @4 V" u% P
  u7 t: C8 D4 N: c& m7 Y; N7 Q
2.构造细节方面,我在桥墩的构造细节方面进行了研究。桥墩构造细节抗震有效性评估的研究范围包括:箍筋锚固构造有效性评估、箍筋阻止纵筋层间屈曲有效性评估、箍筋阻止纵筋长距离屈曲有效性评估、纵筋锚固构造有效性评估、箍筋约束混凝土有效性评估。我选择这五项构造细节的有效性进行研究,是因为这些构造细节对桥墩的承载能力和变形能力有重要影响。" ^* K- V; k* m
具体内容就多了。大家有兴趣的话,我以后可以开设专题。
9 i  K6 i* a$ d4 x2 n" H; A% P! C
另外,加一句,这些内容都尚未公开过,如果想引用的话可以联系我。

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dongdafq 发表于 2009-3-24 15:00:33
目前正好在做7度区的高速公路,学习啊
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tumuxm 发表于 2009-4-1 15:35:15
刚做了个斜拉桥抗震计算,尽量做漂浮体系,对抗震很有利
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sinba606 发表于 2009-4-2 18:13:58
最近做了一个城市高架桥,按ATC-32T是加州交通部作的规范、AASHTO规范规定、和我国建筑规范和公路抗震规范做了比较!对纵向筋和箍筋的设置的解释都有所差异!对楼主所说的“桥墩构造细节抗震有效性评估的研究范围包括:箍筋锚固构造有效性评估、箍筋阻止纵筋层间屈曲有效性评估、箍筋阻止纵筋长距离屈曲有效性评估、纵筋锚固构造有效性评估、箍筋约束混凝土有效性评估。”这五项构造细节,我都有兴趣!!!有资料可以看看么?!

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胖胖 发表于 2009-4-3 11:25:56
抗震方面有很多东西我们的规范规定的很笼统,而且,在E2地震力作用下具体的计算方法可以说什么也没讲,不知道,楼主在这方面有什么好得经验。另外,国外规范,抗震这部分对于构造细节的规定,各国规范所用的公式隐含的内在设计思想还是存在差别,如果楼主有什么好的经验,请告诉大家一下。
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shabi250 发表于 2009-6-22 22:46:08
抗震刚刚学,没有太多知识
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wuqiongwan... 发表于 2009-6-26 18:11:42
个人感觉桥墩横系梁也很重要,而此往往忽视!
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ohkl 发表于 2009-7-8 18:12:41
刚刚看了主页上一个地震后桥梁损毁的图的帖,然后看见这个贴。看了那个贴,上面有得桥在支座处发生了非常大的剪切变形,有得桥墩顶严重破坏。不知道这些桥是什么时候建的,个人觉得,抗震的话,现在地震研究的还很不完善,要是考虑精确地设计的话有点不太现实。还是从整体上考虑,严格进行多道设防,让改先破坏的地方先破坏,后破坏的地方后破坏。可能这样设计起来非常麻烦,但是效果可能比较好的。就好比F1赛车一样,一撞车,车头全瘪了,很是吓人,但那是吸能的,而座舱是碳纤维的,刚度特别大。就是这个意思。

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kaixin 发表于 2009-7-15 14:47:49
抗震措施主要是针对桥梁下部结构,可采用墩梁固结体系,增加桥墩柱间横系梁,加大桥墩墩身、桩基配筋等措施,这也是我们常用的方法!

点评

墩梁固结体系对于8度区很不好,很可能造成塑性铰失效,对于高烈度区抗震,主要还是采用支座,使上、下部结构分离  发表于 2011-8-25 09:30
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and2008 发表于 2009-7-16 10:23:33
这个专题开得很好,做下部设计应该好好读下新出的抗震设计细则,里面有很多构造要求,值得重视。二楼所说的箍筋锚固构造有效性评估、箍筋阻止纵筋层间屈曲有效性评估、箍筋阻止纵筋长距离屈曲有效性评估、纵筋锚固构造有效性评估、箍筋约束混凝土有效性评估,这五项构造细节的有效性,我想每一个做桥梁设计的都比较需要这些资料,希望你的专题早点开通,早点对结构师们有点帮助吧。:)

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tangqiao19... 发表于 2009-8-27 00:46:38
可以加设抗震锚栓 在档块那设置橡胶垫块 还有梁端
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mantgd 发表于 2009-8-28 22:54:22
对跨径较小的且墩高到一定程度才能墩梁固结,一般应大于12m。
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phercas 发表于 2009-8-30 08:40:45
我院所在地为六度区,但市领导很重视桥梁抗震要求,从7月1日正式通过一红头文件,要求对具有一定规模的桥梁要提高一等级进行设防,即按七度设防。按照新的抗震规范,再结合我院的多年经验,大桥要进行七度抗震荷载验算,中桥及小桥不需计算也得按七度进行抗震措施设计:比如盖梁加宽到1.6m以上,设置抗震锚栓,抗震挡块受力主筋加粗到直径20mm,边板与挡块之间填塞橡胶板。
+ i9 J+ C1 t3 {) _    对于我们设计者来说,抗震还是有必要的,不是浪费,而是防范于未然,不能然四川的悲剧再重演。{:3_46:}

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等有缘的人... 发表于 2009-9-10 00:08:36
抗震结构尺寸增加一个级别,加大加密墩底和墩顶箍筋,采用放落梁的限位装置,采用减隔振措施等

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