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新西兰第一座隔震桥是Mo to B ridge,建于1973年,170m长的钢析架轻型桥面,由钢筋混凝土薄腹桥墩支承。上部结构采用jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座隔震,隔震系统的阻尼由U型钢弯
意大利也是较早地在桥梁中应用jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座隔震技术的国家,但在建筑结构隔震方面很少见。从1974年以来,意大利用现代隔震技术建造了150多座隔震桥梁。尽管早期应用的设计中没有现代隔震规范和的指南可循,但已经采用了多种形式的隔震系统。
美国第一座新建的隔震桥Sex ton (1990)桥,在伊利诺斯3号公路上,该桥主体结构为3跨连续组合钢板梁,稍带弯曲,支承在墙墩和座型桥台上。桥墩和桥台均有桩基,在选择方案之前做了可行性研究。选用的方案是以达到尽量减轻作用在桥墩上的地震荷载和非地震荷载的为目的的。因为这里地基条件较差,根据AA SHTO设计规范规定,该桥设计地震加速度峰值为0. 2g,三类场地土。选择方案是采用20个jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座将地震荷载分配到桥台上,并在桥墩上放了20个合成jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座(控制地震力分配的支座)。通过调整桥墩和桥台上支座的刚度,使作用在桥墩上的地震荷载和风荷载小。
jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座这类支座的减隔震原理主要是将滑动摩擦支座和钟摆的概念相结合构成一种新的隔震装置,其滑动面是曲面,通过在曲面上滑动摩擦来消耗地震能量,结构自重提供所需要的自复位能力,利用一个简单的钟摆机理延长结构的自振周期。这种支座的平面尺寸受到地震位移大小和球面曲率半径的控制,支座的平面尺寸通常较大。目前这种产品已在苏通大桥引桥、上海长江大桥引桥上使用。根据隔展方向的不同又可分为球面、柱面两类,前者用于水平双向隔震,后者用于水平单向隔震。
jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座在国内建筑结构中应用较早,这种支座的生产厂家也比较多,但在桥梁结构中的应用一直很缓慢。在桥梁上,应用jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座的是南疆线的几座铁路桥。在公路桥梁上,石黄高速公路晋州互通立交连接线上跨越石津渠的石津渠中桥采用了铅销橡胶支座[9],其后宕石大桥、南京跨线、澳魅大桥、亚安到沪沽的国道线高速公路部分桥梁和陕西西安到户县的跨线桥都相继使用了jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座,目前正在建设的由本课题组进行抗震设计的西安咸阳国际机场新机场路沿线桥梁也使用了铅销橡胶支座。随着一些桥梁工程必须跨越强震区和高抗震性能要求的地区,铅销橡胶支座在桥梁中应用的数量正在快速增多。
jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座优化设计的方法,它是在国内己有规格的普通橡胶支座的的基础上确定合理的铅销面积一种设计方法,它不改变原有支座的形状、尺寸和承载力,继承了普通橡胶支座的设计理论。
jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座减、隔震基本原理
jpz盆式橡胶支座、建筑抗震支座减、隔震的本质和目的就是将结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来。要达到这个目的,可通过延长结构的基本周期,可以避开地震的卓越周期范围,从而有效地减小结构的地震加速度反应[[2.11,12,L3]0由图2.1 (a)知,延长结构的自振周期可以避开地震能量集中的范围,从而有效地减小结构地震荷载加速度响应,降低结构的地震力,但由图2.1 (b)又可以看到,长周期化使加速度响应峰值降低的同时,必然伴随结构位移的增大,大的变位要求设置相当宽的伸缩装置,从而可能造成设计上的困难和给施工和运营带来不便,此外,由于结构较柔,在正常使用荷载作用下可能发生有害振动,为了减小由于结构自振周期而增加的梁墩相对位移,可通过在结构中引入阻尼装置,采用增加阻尼器式耗能元件的方法以增加结构的阻尼,不但减小柔性支承处的变位,又可使地震响应加速度进一步减小,减小桥梁结构地震反应。