铅芯橡胶支座与板式橡胶支座抗震计算对比

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1、84桥梁结构城市道桥与防洪2013年7月第7期铅芯橡胶支座与板式橡胶支座抗震计算对比亢晓亮(上海千年城市规划工程设计股份有限公司，上海市201108)摘要：桥墩较矮，桥梁下部结构刚度较大时，采用铅芯橡胶支座能够明显延长结构自振周期，减小地震力，保证在强震作用F桥墩立柱处于弹性；桥墩较高，桥梁下部结构刚度不大时，采用板式橡胶支座也能满足抗震要求。设计工作中，应结合桥梁抗震设防要求，根据工程实际需要合理选用铅芯橡胶支座或板式橡胶支座。关键词：铅芯橡胶支座；板式橡胶支座；抗震中圈分类号：U443．36文献标识码：A文章编

2、号：1009—7716(2013)07—0084—020前言近年来我国相继颁布实施了《公路桥梁抗震防设计细则》(JTG厂I1B02—01—2008)和《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166—2011)，规范中桥梁抗震设计理念、设计方法上有了非常大的进步，要求我们设计工作者具备更多的抗震设计知识。设置减隔震支座是一种简便、经济、先进的工程抗震手段；理想的减隔震支座需具备：在较低的水平力作用下，具有较高的初始刚度，变形很小；在地震作用下，支座屈服，在变形的过程中消耗地震能量，延长结构周期。铅芯橡胶支座是在分层橡胶支座中

3、部插入铅芯而形成的隔震装置，它具有良好的力学特性，具有较低的屈服剪力(约为10MPa)和足够高的初始剪切刚度(G约为130MPa)，具有图1桥梁横断面(单位：mm)理想的弹塑性性能，且对于塑性循环具有很好的耐疲劳性能。它能够提供地震状况下的耗能能力类，抗震设计方法为A类。和静力荷载作用下所需的支座刚度。但是其造价各联桥墩立柱高度见表1。高，且在现场安装工作复杂，桥梁施工完成后养护表1桥墩立柱高度或更换难度较大。1工程概况本文以某跨线桥梁引桥(3×简支变连续组合小箱梁)第二联和第四联为例，分别选取承载力相当的铅芯橡胶

4、支座和板式橡胶支座进行抗震分析。桥梁横断面见图1，主要技术指标如下：(1)道路等级：城市快速路。(2)桥梁设计荷载标准：城一A级。(3)桥梁宽度：0．5m(护栏)+15．625m(车行2有限元模型道)+O．5m(护栏)=16．625m(4)抗震设防标准：按照地震基本烈度7度设2．1计算模型防，地震动峰值加速度0．1g；抗震设防类别为乙采用Midas／Civil2011对整体结构模型进行时程分析计算。收稿日期：2013-03—07全桥考虑下部结构一上部结构的共同协同_丁作者简介：亢晓亮(1985一)，男，甘肃庆阳人，

5、助理工程师，从事桥梁设计工作。作抵抗纵、横桥向地震作用。根据《公路桥梁铅芯92桥梁结构城市道桥与防洪2013年7月第7期154MPa，最大拉应力为：一50MPa；最大主压应力为：0．65×1860=1209(MPa)，满足规范要求。为：160MPa，最大主拉应力为：一50MPa；最大剪应6主梁刚度计算力为：78MPa；Q345q—c钢材允许弯曲应力为：[盯]=262．5MPa，允许剪应力为：[T]：120MPa。可变作用下截面的最大挠度允许值为：正常使用阶段主截面上下缘应力极值均未超两边跨：U600=32500／6

6、00=54．2(ram)(其中L为过容许值，满足规范要求。计算跨径)。5．4附加截面正常使用阶段组合应力验算根据计算结果表明，活载作用下边跨跨中节点竖附加截面在正常使用阶段长期效应组合下，向最大向下位移为：9．1mm，最大向上位移为：3．7mm。上下缘未出现拉应力，最小正应力为：0．21MPa；短9．1+3．7=12．8(mE)<54．2mm，满足要求。期效应组合下，最大拉应力为：一1．46MPa，最大主拉应力为：一1．46MPa；标准值组合下，最大压应力7使用阶段支座竖向力计算为：8．68MPa，最大主压应力为：

7、8．72MPa。7．1平面杆系程序反力根据规范要求，A类预应力混凝土构件作用边墩：恒载下24805kN，恒载+汽车下3851．6kN，长期效应组合下不允许出现拉应力。最大3847．5kN。作用短期效应组合下，C50混凝土容许拉应力中墩：恒载下9607．4kN，恒载+汽车下11723．8kN，为：[1=0．7X2．65=1．855(MPa)，容许主拉应力最大12410．7kN。为：『盯。1：0．5X2．65=1．325(MPa)；C50混凝土容许法向压应力为：[13"kc+盯一O．5×32．4=16．2(MPa)，7

8、．2空间程序反力容许主压应力为：[]=0．6×32．4=19．44(MPa)。边墩：恒载下1336+1138=2474(kN)(内外侧反力正常使用阶段主截面上下缘应力极值均未超差为198kN)，恒载+汽车下2205+2291=4496(kN)，过容许值，满足规范要求。2302+2048=4350(kN)(内外倾蜗大反力差为1153kN一5．5钢束最大应力验算