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《地震作用下大跨高墩梁橋減隔震技術分析的新探討》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、地震作用下大跨高墩梁橋減隔震技術分析的新探討摘要：本文結合近幾年來，我國部分地區(qū)相繼發(fā)生的強烈地震，尤其是汶川地震和玉樹地震，對大跨高墩梁橋的強烈破壞作用進行了分析，通過對橋梁地震響應的分析方法做了簡要的回顧和比較,對大跨度橋梁的地震響應分析特點做了詳細說明,對進一步研究提出一些看法。關鍵詞：大跨度；橋梁;地震響應;減隔震；反應譜分析；時程反應分析；靜力分析1前言 地震是威脅人類安全的主要自然災害之一，我國是世界上地震活動最強烈的國家之一，根據(jù)中國地震局的預測，目前我國大陸已進入了第五個地震活躍期。近幾年來，一些國家和我國部分地區(qū)相繼發(fā)生了強
2、烈地震，造成很大的損失。1976年唐山大地震，為7.8級，71座大、中型橋梁、160座小型橋梁、1000余個道路涵洞塌陷裂。遭受震害的鐵路橋梁占總數(shù)的39.3%，其中嚴重破壞的占遭受震害的鐵路橋梁的45%，致使京山鐵路中斷。2008年5月12日14時28分04秒，四川汶川8級強震突然襲來。此次地震中公路交通設施損壞嚴重,共有19條高速公路、159條國省干線公路、7605條農村公路受損,損毀公路里程47277km,毀壞橋梁5560座,隧道110座。2010年4月14日7點49分，中國西北部青海省玉樹藏族自治州玉樹縣發(fā)生7.1級地震。截止到2010
3、年4月20日為止，沿途倒塌房屋隨處可見，道路損毀嚴重，很多路段裂縫明顯，最寬處達20厘米左右，正在建筑的橋梁也因為地震成了危橋。玉樹結古鎮(zhèn)環(huán)城路兩座大橋梁板錯位，路面出現(xiàn)10公分寬裂縫，交通中斷。橋梁作為生命線工程的重要組成部分，一旦在地震中發(fā)生破壞，會造成巨大的經濟損失和社會損失。近年來，橋梁地震震害所帶來的教訓是深刻的。2常用橋梁減隔震分析方法 目前，世界各國橋梁隔震設計規(guī)范中，隔震橋梁的分析方法主要有反應譜法、非線性時程法和非線性靜力法等?！ ?1)反應譜分析方法 彈性反應譜分析方法主要適用于橋形規(guī)則的隔震橋梁，即采用隔震設計后，地震
4、響應基本由隔震振型控制的橋梁?！ 「粽饦蛄旱膹椥苑磻V分析方法同普通橋梁的反應譜分析過程是不同的，具體體現(xiàn)在:①由于隔震裝置的非線性特性，必須借助于等效線性化模型才能進行分析;②借助于等效線性化模型進行分析，在分析前無法確定隔震支座在地震作用下發(fā)生的位移值，而其等效線性化模型中的等效剛度、等效阻尼比參數(shù)均依賴于該位移值，所以整個分析過程是一個迭代過程;③普通橋梁的反應譜分析一般均假設結構各振動周期阻尼比為5%，但對于隔震橋梁，由于整個體系耗能能力不再均勻分布，隔震裝置處的耗能能力大，而由其它構件所耗能量相對較少。因此，隔震橋梁各振動周期對應阻尼
5、比是不相同的，基本周期的阻尼比一般較大，約10%~20%，有時甚至更高。這就要求在反應譜分析過程中不但要考慮不同振動模態(tài)采用不同的阻尼比，還要考慮不同的阻尼比對彈性反應譜的修正。所以，隔震橋梁的反應譜分析方法比普通橋梁要復雜得多?！ ?2)非線性動力時程分析方法 橋梁結構在罕遇地震作用下，出于經濟考慮，一般都允許結構發(fā)生彈塑性變形，即結構發(fā)生有限損傷，但不允許發(fā)生倒塌。從目前使用比較廣泛的隔震裝置類型來看，其力學特性大多數(shù)是非線性的，再考慮到橋墩、連接裝置等的非線性，要把握隔震結構在罕遇地震作用下的動力響應特性，比較合理的方法是采用非線性動力
6、時程分析方法。橋梁隔震研究比較先進的國家，其規(guī)范中對非線性動力時程分析方法都作了相應的規(guī)定?！ ⊥歉粽饦蛄合啾?，隔展橋梁的分析模型有許多不同的特點。第一，對于隔展橋，連接構件包括位移限制裝置(如擋塊)和在相鄰橋面板伸縮縫間設置的連接單元等，對結構響應的影響較大，在設計時應對這些連接構件給予仔細考慮。第二，采用隔展設計后，在設計地震作用下，墩因受隔震裝置的保護，不發(fā)生非彈性變形(如全保護隔震設計)，因此可用線性單元來描述。第三，由于采用包括橋面梁質量的低頻模態(tài)隔震，墩的振動類似于底部嵌固頂不受約束的獨立結構的振動。因此，有必要考慮橋墩質量和橋墩
7、自身的振動模態(tài)。第四，橋面梁雖然常可以模擬成線彈性單元，但應仔細考慮其質量分布和高階振動模態(tài)。此外，同普通橋梁相比，隔震橋梁的非線性動力時程分析中，還需要對減隔震裝置的模型進行特殊考慮。 (3)非線性靜力分析 此方法是基于結構在預先假定的一種分布側向力作用下，考慮結構中的各種非線性因素，逐步增加結構的受力，直到結構中形成機構為止。在這個分析過程中，可以得到結構的力與變形的全過程曲線。盡管側向分布力是一種靜力荷載，但整個分析過程可以近似地反映結構在地震作用下某一瞬間的動力響應。這里要注意的是，單純的PUSH一OVER分析并不能直接得到結構的地
8、震響應，而需要與彈性反應譜法、非彈性反應譜法等相結合才行，現(xiàn)在應用比較普遍的是能力譜方法。3橋梁減隔震應用分析 地震時，作用在橋梁下部結構的慣性力荷
