大跨双塔自锚式悬索桥铅芯橡胶支座减震效果分析

发布时间：2019-11-22 04:00

【摘要】：铅芯橡胶支座依靠铅芯构件的剪切变形能够有效地耗散地震力产生的能量,从而保护桥梁结构在地震作用下的安全。该文对某大跨双塔自锚式悬索桥设置铅芯橡胶支座后的减震性能进行研究,分析了设置铅芯橡胶支座对结构体系自振周期的影响;进而对比研究了设置型号和数量不等的铅芯橡胶支座后,桥梁结构在地震作用下的内力、位移变化情况。研究结果表明:铅芯橡胶支座能够有效地改善桥梁结构的抗震性能,随着铅芯橡胶支座数目的增加,关键节点位移减小,控制截面弯矩减小,剪力增大,且高型号支座减震效果更好。
【图文】：

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的减震效果。１工程概况江汉六桥坐落于武汉市汉口区与汉阳区之间，起于解放大道，终于郭琴路。主桥为双塔自锚式悬索桥结构，桥梁跨径布置为（４８＋５７＋１１０＋２５２＋１１０＋５７＋４８）ｍ，其中主跨长２５２ｍ，矢跨比１／６，主跨采用钢混叠合梁结构形式，边跨为箱形混凝土梁结构。全桥主缆共２根，缆索横向中心距离为４０ｍ，采用１２７根直径为５．３ｍｍ镀锌或镀锌铝高强钢丝组成。主塔为框架形主塔，中塔柱以及塔顶横梁为钢结构，其余为混凝土结构。桥梁总体布置图如图１所示。图１江汉六桥桥梁总体布置图（单位：ｍ）２铅芯橡胶支座模型及选用铅芯橡胶支座滞回性能通过大量试验数据可以得出近似于梭形，形状呈反对称图形，如图２所示。在进行抗震支座分析过程中，准确按试验结果建立滞回模型较为困难。为了较为简便地反映铅芯橡胶支座滞回曲线的特征，根据滞回曲线中正反向加载时的初始刚度与卸载时的刚度基本平行以及正反向屈服后刚度也基本互相平行的特性，将支座的滞回曲线简化为双线１１７第３７卷第４期２０１７年８月中外公路

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性曲线，从而建立起铅芯橡胶支座滞回曲线的等价线性化模型，如图３所示。图２铅芯橡胶支座滞回曲线图３铅芯橡胶支座滞回曲线等价线性化模型该模型等效刚度与相关参数如下：Ｋｅｆｆ＝Ｆ（ｕｍａｘ）－Ｆ（ｕｍｉｎ）２ｕｍａｘ（１）Ｋｕ＝（１８０ＦｙＷ＋１）ＫＲ（２）Ｋｄ＝ηＫｕ＝Ｆ（ｕｍａｘ）－Ｑｄｕｍａｘ（３）式中：Ｋｅｆｆ为铅芯橡胶支座的等效刚度；Ｋｕ为铅芯橡胶支座的初始刚度；Ｋｄ为铅芯橡胶支座的屈服后刚度；Ｗ为设计竖向承载力；ＫＲ为分层橡胶支座的刚度；Ｆｙ为铅芯橡胶支座的屈服力；ｕ为有效设计位移；η为屈服折减系数。铅芯的横截面面积与高度决定了其吸收外部地震动能量的能力，，合理地选择铅芯的横截面面积与高度，既能保证铅芯提供良好的水平恢复力又能确保足够的耗能能力。因而不同类型的铅芯橡胶支座具有的耗能能力不同，铅芯橡胶支座的个数、布置形式也会影响桥梁整体的减震效果。根据ＪＴＴ８２２－２０１１《公路桥梁铅芯隔震橡胶支座》选取如表１参数的铅芯橡胶支座，讨论在该自锚式悬索桥的辅助墩２＃、５＃分别布置１～４个ＬＲＢ１２２０型铅芯橡胶支座的减隔震效果，辅助墩２＃、５＃横截面图及其支座横向布置图如图４所示。布置方式分别为：１个（支座２），２个（支座２和３），３个（支座１、２和３），４个（支座１～４）。后文将讨论ＬＲＢ１１２０型铅芯橡胶支座的减隔震效果。以Ｅ２作为设防水准，令铅芯橡胶支座安装总数用Ａ表示，针对该桥梁

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