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:$ b0 s: i5 s+ j/ V
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:* v8 c# d+ A6 Q: |8 [
5 a6 Z, ~  [( |( t% _4 t
                                        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

7 N% \% @% ~8 N4 u
纯滑动摩擦支座(FB)
* O4 f' O# \  C2 H9 @
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。
4 ]) G6 Y; }/ Z: r# ?
摩擦摆式支座(FPS)

) R2 `$ p% H, E0 J) P4 a' H( H) ~
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。( T+ S) I0 a% c" G& p7 ?, w
双曲面球型减隔震支座(DCFP)

1 h) v1 k( F* Q- j" U# N7 W
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。9 X: p3 P( v! b. d- l% e8 x
柔性支承隔震类

7 v% Z, y' d, l- P1 e  N) o
板式橡胶支座(RB)

7 x6 `% d  w0 {7 h; i8 |
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。
1 w: A) ?2 i9 O/ A( M$ x/ `
铅芯橡胶支座(LRB)

& O3 H4 L9 Q4 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。! |; u# p  F" L+ _$ P
高阻尼橡胶支座(HRB)

- R  k1 F8 U7 _1 l! z7 S
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。
. W( A0 }( B- r* C" d. q
滚动接触隔震类
+ m. e" m- L  V2 f
滚轴支座

2 [4 _8 W0 `: A% [# 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。
- x% a% N% z$ y( o- N; N
金属耗能减震类
, x, |8 P) K! ?2 E4 I- Z- o
弧形钢板条耗能器
6 P: U; M' M5 L) p* Q* k
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。% ?9 {9 X( u+ R" s! n
锥形钢悬臂阻尼器
& C  [" [( t" ~+ Z7 C: ~
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。! Q% S+ h$ c( v7 b$ c. o
YSD多向耗能支座
6 v# u" o! y6 H& n8 R& ^
提供金属耗能减震技术,在欧洲国家使用广泛。
* F" {  o( Q! ^$ V% g; ~
粘滞阻尼耗能减震类
' ~8 y: X+ a. ~+ }" \. Z
液体粘滞阻尼器(FVD)

2 M% r/ j9 R& O: w( ~
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。: X- |3 S) E4 H  y) G
液体粘滞弹簧阻尼器

, [5 B* ?5 v8 K
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。  E; I4 ~0 k' f
Lock-up锁定技术类

3 d2 u" o) X3 d% ~! b6 }
限位阻尼器(Lock-up)

( @/ a' t1 _4 ~6 f
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。
! `: e: F6 K5 k0 Z
1 z. Z0 @9 f1 O" T, {; `9 ^
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。
0 R; r. Z1 b: ?- l- s, R具体内容就多了。大家有兴趣的话,我以后可以开设专题。% O) N6 O) _/ j  ^" S  i; Z1 d

/ q! j, l" c2 X6 ^1 _& h2 u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。
% v. e: ^: E  M( z# D) z1 O. L    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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