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:' Z, D' I# s1 f8 y
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:' j; O/ m* S  e; w' K! }3 W
0 A$ u% _% I/ `; R4 Y
                                        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

( D+ u: k0 T$ T8 u
纯滑动摩擦支座(FB)
5 a8 K8 D  x2 r: [% Q1 {3 y
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。
+ K5 ^- d: S& y
摩擦摆式支座(FPS)

: y4 f2 s2 ~8 U( @
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。' L$ i3 d; w$ Z7 l2 F  \+ _
双曲面球型减隔震支座(DCFP)

1 I+ m1 a# k* K
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。: a9 {' ~, g7 |3 R% c$ g; Y
柔性支承隔震类

; A$ S( C/ c4 i. Z$ C9 b/ @
板式橡胶支座(RB)
. D/ v% A( N9 f3 k' V; e& {2 J* B
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。
: k" f7 H  V" @& k  g, ~
铅芯橡胶支座(LRB)

* k( w2 \& J1 v
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。6 e% l5 A! f- }
高阻尼橡胶支座(HRB)

4 A8 y/ G1 x1 s9 D2 |1 W
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。4 x3 {3 c- J! A: `6 Z. J
滚动接触隔震类

7 i2 a% I+ x. y; C
滚轴支座
4 T7 b; m0 ?" o, S
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。
- Z1 O. ^; g4 Z1 \7 S& t. D
金属耗能减震类

  z2 p& o  a1 y0 ?" |: O$ G1 Q
弧形钢板条耗能器

7 ?. A" E' A0 D
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。! Q" o3 T2 u  t. W
锥形钢悬臂阻尼器

  X( t% \$ O  K; v/ K/ {1 ]
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。
- H* F+ X: H+ z. r3 L6 y
YSD多向耗能支座
: Z  _! S2 m; G
提供金属耗能减震技术,在欧洲国家使用广泛。2 Q! c3 ?0 W1 j" t# T) g
粘滞阻尼耗能减震类

. c: R+ @3 K. j$ G
液体粘滞阻尼器(FVD)
3 ^  v# c5 K3 s' X6 ?" o* v8 h
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。, i9 W4 X. B* L5 @& F! V- I
液体粘滞弹簧阻尼器

& b5 R0 i; Z+ i
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。
/ `  H! m$ s4 V2 n4 d, s
Lock-up锁定技术类
) Y, t, _+ m! V
限位阻尼器(Lock-up)
! x/ O+ L& u, S3 O$ c+ {9 g
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。
& C1 p& K/ c' }! ~! B( O) C

( V$ ~* f" q  {1 c% ]9 B2.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& I1 I% E4 I' X
具体内容就多了。大家有兴趣的话,我以后可以开设专题。2 D% W' i; L: @+ N# c% f, e0 I0 |& b: g9 B4 `
* B4 i1 t0 N: h( t
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。. o/ `9 y" n, M( @! ?
    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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