超高阻尼隔震橡胶支座在桥梁中的应用

中国建筑金属结构第贰期 (下) 贰零壹叁年贰月

超高阻尼隔震橡胶支座在桥梁中的应用 叶明坤，资道铭，梁莹莹，梁德郡，刘界林，陈伟亮 ( 1 .柳州东方工程橡胶制品有限公司，广西柳州 5 4 5 0 0 5;2 .广西大学土木工程学院，广西南宁 5 3 0 0 0 4) 摘要：超高阻尼隔震橡胶支座是继铅芯隔震橡胶支座后的一种新型隔震橡胶支座，2 O世纪 9 O年代在国外兴起，2 0 0 0年开始在国外

进行了实际工程应用，然而在国内，对超高阻尼隔震橡胶支座的应用研究较少。文章对超高阻尼橡胶支座在西安某桥梁工程应用进行了效果分析研究，并对其生产安装注意事项进行了说明。 关键词：超高阻尼隔震橡胶支座；抗震设计；桥梁中图分类号：U4 4 1 . 3 文献标识码：A文章编号：1 6 7 1 - 3 3 6 2( 2 0 1 3)0 2 - 0 1 1 2 - 0 3

前言

汶川 I地震后，国内对桥梁抗震安全格外重视，颁布了新的桥梁抗震规范 1,对桥梁抗震安全和抗震方法都进行了全面修订，将桥梁按重要等级分别进行抗震安全设计，体现了小震不坏、中震可修、大震不倒的设防思想。规范中增加了减隔震设计方法及验算要求的内容，将桥梁减隔震技术作为一种抵抗地震技术方案主要方法之一。国内也已出现多种减隔震技术所需要的减隔震装置【 2】。 橡胶支座是一种应用广泛的桥梁支撑，它由加劲钢板和橡胶组成，具备了结构简单、生产要求不高、价格低、安装维护方便的优点而使用最广。然而普通橡胶支座不满足高烈度震区桥梁的抗震需要。铅芯隔震橡胶支座由于在橡胶支座中加入了高纯度铅棒，增大了支座的阻尼，其阻尼比可达到 0 . 1 8甚至更高，具有良好而稳定的耗能能力，在水平剪切变形时的力学模型呈双折线型，是一款效果优良、性能稳定的结构减隔震技术产品，因此在国内外均有大量的工程应用并取得了良好的效果，经受了多次强震考验。最近 2 0年，国外兴起阻尼比为 0 . 1 2的高阻尼橡胶支座，现阶段已发展到阻尼比高达或超过 0 . 1 8的超高阻尼橡胶支座，并且已有具体的工程应用，但公开发表对其性能研究的论文非常少 I 3]。 1超高阻尼橡胶支座的力学性能要求

极限变形能力达 3 0 0%以上。 另外应特别注意的是水

平疲劳稳定性和低达一 2 0%的支座低温性能。桥梁结构中的隔震支座在使用寿命内，可能会经受多次地震。每次地震作用，隔震支座都会承受水平和竖向的反复循环荷载作用 (低周疲劳 ),各种条件下其等效水平刚度和等效阻尼系数的改变也会影响结构反应分析的准确性。 2超高阻尼橡胶支座的力学模型支座在水平力的作用下产生变形，其力学模型可用双折线

性模型模拟，如图 1所示，实测滞回环曲线与图 1非常接近。 i

F ( x ) (剪力 )

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× (相

图1超高阻尼隔震橡胶支座力学模型超高阻尼橡胶 (以下简称支座 )是在橡胶中加入助剂而提 3实际工程的隔震分析高了橡胶的阻尼耗能能力，用超高阻尼橡胶生产的超高阻尼橡 3 . 1桥梁工程概况 胶支座，应当满足桥梁支座的基本力学性能要求：即支座等效桥梁实际工程，4×3 0 m由跨径 3 0 m的 4跨预应力混凝土水平刚度、等效阻尼比的变化率在±3 0%的范围以内，水平连续箱梁组成桥型图如图 2所示： 预直力蔑凝土连续粱

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图 2桥梁工实际工程 4×3 0 m桥型图