桥梁板式橡胶支座与粘滞阻尼器组合使用的减震性能研究

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粘滞阻尼器在连续梁桥抗震设计中的应用

粘滞阻尼器在连续梁桥抗震设计中的应用许文俊;王会利;苗峰【摘要】为研究粘滞阻尼器在大跨连续梁桥中的抗震性能,结合工程实例建立Midas有限元分析模型,采用非线性动力时程分析方法,比较多种粘滞阻尼器的布置方案,并对粘滞阻尼器进行参数敏感性分析.结果表明,增设粘滞阻尼器能显著改善固定墩在地震力作用下的受力性能,使各墩间的受力更趋均衡,粘滞阻尼器参数C,ξ的变化对结构抗震性能影响较为明显,并针对本工程给出了较为合理的布置方案和阻尼器参数.【期刊名称】《山东交通学院学报》【年(卷),期】2011(019)003【总页数】5页(P48-52)【关键词】粘滞阻尼器;大跨连续梁;非线性动力时程分析;桥梁抗震;参数分析【作者】许文俊;王会利;苗峰【作者单位】大连理工大学建设工程学部,辽宁大连 116024;大连理工大学建设工程学部,辽宁大连 116024;大连大学建筑工程学院,辽宁大连 116622【正文语种】中文【中图分类】U442.55连续梁桥具有受力形式合理、构造简单、施工方便且结构刚度大、变形小等优点［1]，近年来，跨度为50～120 m的预应力混凝土连续梁桥越来越受到工程设计人员的青睐，在城市桥梁和跨江、跨海大桥中广泛应用。

通过引入减震、隔震装置来提高此类桥梁结构的抗震性能成为研究和应用的热点之一，引入阻尼器来改善桥梁结构的抗震性能是其中一个方面［2－4]。

粘弹性阻尼器是一种有效的耗能装置，线性粘滞阻尼器在相当宽的频带内具有使结构保持粘滞线性反应、对温度不敏感、产生的阻尼力与位移不同步等优点。

桥梁工程中采用粘弹性阻尼器控制桥梁结构中斜拉索、吊杆等的振动。

随着桥梁跨度的增大，特别是连续梁桥一联跨度的增大，传统的只在一个墩顶设固定支座的方法，固定墩的抗震设计是一个难题。

在活动墩墩顶设置阻尼器，一方面可以减小桥梁结构的地震反应，另一方面可以使活动墩分担一部分地震作用，这是解决大跨长联连续梁桥抗震问题的有效措施［5]。

减隔震支座在桥梁工程中的应用

减隔震支座在桥梁工程中的应用作者：孔晓楠来源：《城市建设理论研究》2013年第07期摘要：近年我国大规模的进行了交通基础建设，修建了大量的各式各样的桥梁，很多桥梁修建于抗震不利的地区，设计上常常涉及抗震研究及减隔震设计，本文通过对一座连续梁进行减隔震分析，介绍了减隔震支座在工程中的应用，本文的研究可以为同类桥梁的减隔震提供参考。

关键字：连续梁桥，隔振，减震装置，抗震性能Abstract: In recent years，our country conduct large scale infrastructure construction,build large number of all kinds of Bridges.Many bridges were bulit in area that earthquakes often happened,it often impact the engineering designers to advid this situation.In this article,we ansys a continuous beam bridge to introduce the applicationofdmping device.the application of this research can provide reference for similar Bridges of isolation.Keywords: continuous bridge，seismic isolation，dmping device，seismic performance中图分类号：U448.21+5文献标识码： A 文章编号：0前言传统的抗震设计主要是增加足够的结构强度和延性抵抗地震作用。

桥梁减隔震设计是通过引入减隔震装置将地震运动与结构隔开，从而减少传到结构上的地震力【1】。

粘滞阻尼器组合基础隔震结构分析

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Ｅ）这样，。既保护主体结构免遭破坏（一０，Ｅ）又
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构在地震中的安全。
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③ 能适应隔震层的相对位移；便于更换。最常用 ④ 的隔震支座是叠层橡胶支座，性能稳定，久性其耐
好，用广泛，竖向承载力较低，能能力有限。应但耗
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桥梁HDR高阻尼橡胶支座减隔震性能研究

桥梁HDR高阻尼橡胶支座减隔震性能研究赵利强【摘要】简述了桥梁震害的特点,论述了支撑连接件在桥梁抗震中的重要意义,以大同至呼和浩特公路山西境大同至右卫段高速公路鹊儿河大桥为算例,从墩顶弯矩、墩顶位移、支座变形等几个方面研究了HDR高阻尼隔震橡胶支座的减隔震性能,并与普通板式橡胶支座进行了对比分析,为桥梁抗震在连接件的选择上提供了指导性意见.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P101-103)【关键词】高阻尼;减隔震支座;桥梁;抗震【作者】赵利强【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U443.361我国是一个强震多发的国家，近十多年来，我国国土发生6级以上的地震约达800次，地震的特点是发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡大、损失大、灾害比较严重。

桥梁工程作为交通线上的枢纽工程、生命线工程，一旦被震坏，将为震后救灾工作带来极大的困难，使次生灾害加重，给人们的生命财产带来更加严重的损失，为此，桥梁抗震得到了各国学者和工程师的极大重视，目前桥梁抗震已成为桥梁设计的重要内容。

1 桥梁震害的特点1.1 上部结构破坏总结历史上众多桥梁震害的特点，我们可以发现桥梁上部结构以其自身的特殊性和复杂性，因地震作用而破坏的现象极为少见，但因支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁现象在破坏性地震中常有发生[1]。

在落梁破坏中，顺桥向的落梁占绝大多数。

主梁在顺桥向发生坠落时，梁端撞击下部结构常又致使桥墩受到很大的破坏。

1.2 支撑连接件破坏支座、伸缩缝等支承连接件在桥梁工程属于附属构件，因其造价所占比重很小，体量较小，往往未能引起工程技术人员的足够重视，未能深入研究，精细设计，然而震害中支撑连接件往往成为桥梁结构中的薄弱环节。

桥梁支座、伸缩缝、锚栓和防震挡块等的破坏较为普遍，由于支撑连接件失效导致的桥梁结构功能失效也较为常见。

粘滞抗震阻尼方案

粘滞抗震阻尼方案全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：粘滞抗震阻尼技术是一种新型的结构抗震措施，通过在建筑结构中添加粘滞阻尼器，有效地提高了建筑结构的抗震性能，减小了地震对建筑物的破坏程度，保障了建筑物及其中的人员财产的安全。

粘滞抗震阻尼技术的应用在建筑工程领域已经得到了广泛推广和应用，在许多高层建筑、桥梁、机场等工程中都得到了成功的应用。

粘滞抗震阻尼技术的原理是利用摩擦力和粘滞性来抑制建筑结构在地震中的振动，减小结构受力，从而提高结构的抗震性能。

粘滞阻尼器是安装在建筑结构中的一种特殊设备，它通过内部的粘滞性液体和可动部件来吸收结构振动能量，减小结构的振动幅度，起到减震的作用。

粘滞阻尼器的抗震效果与其材料、设计、安装等因素有关，合理设计和使用粘滞阻尼器可以有效提高结构的抗震性能。

粘滞抗震阻尼技术在实际应用中有许多优点。

粘滞阻尼器具有很强的耗能能力，能够有效地吸收结构振动的能量，减小结构受力，在地震发生时能够有效地减小结构的振动幅度，降低地震对建筑物的损坏。

粘滞阻尼器具有较大的位移能力，能够在大幅度地震作用下发挥作用，维持建筑结构的稳定。

粘滞抗震阻尼技术的成本相对较低，安装简便，对已建成的建筑也可以进行后期加固，具有很好的适用性和经济性。

第二篇示例：随着科技的不断发展和建筑技术的不断进步，粘滞抗震阻尼方案在建筑设计中扮演着越来越重要的角色。

粘滞抗震阻尼技术是一种利用特定材料的粘滞和变形特性来减少结构受地震作用时的振动幅度和减少结构的损伤程度的技术。

它是一种通过在结构中引入能吸收和转移振动能量的装置或材料，从而提高结构的抗震性能和减小地震对结构的影响的技术。

在许多地震频繁的地区，粘滞抗震阻尼技术已经成为建筑设计中的重要组成部分。

粘滞抗震阻尼技术的原理是利用粘滞性材料的内聚力和内摩擦力，通过将粘滞材料置于结构构件内部或外部，在地震作用下形成一种阻尼效应，减小结构的振动幅度，提高结构的抗震性能。

目前，粘滞抗震阻尼技术主要包括粘滞阻尼器、粘滞橡胶支座、粘滞剪力墙等几种形式。

浅析铁路桥梁减隔震支座设计

浅析铁路桥梁减隔震支座设计作者：谭敏聪来源：《城市建设理论研究》2013年第36期【摘要】：本文论述了我国桥梁减隔震支座的发展现状，减隔震支座的基本性能要求及其相关性能的检测要求。

【关键词】：桥梁减隔震支座；相关问题中图分类号： TU997 文献标识码： A一、桥梁减隔震支座的主要要求桥梁支座的功能是：(1)均匀稳妥地传递支反力；(2)固定桥跨结构的正确位置；(3)保证梁端自由转动或移动。

目前普遍使用的有球型支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座等。

而桥梁抗震支座除具有上述功能外，还应有以下功能：(1)在地震发生且水平力超过给定值时，支座水平方向应能滑动，并消耗能量；(2)在支座滑动时，支座应具有一定刚度，且滑移刚度(即屈后刚度)与滑移位移(即屈后位移)相适应；(3)在支座滑动过程中，传递到墩台上的水平力不得过大；(4)在地震过后，支座应能够自动恢复；(5)支座的选材及表面防护体系应满足桥梁使用寿命要求。

二、桥梁减隔震支座的发展现状自汶川地震后，桥梁的减、隔震设计得到重视，我国先后修订了公、铁路桥梁的抗震设计规程，对桥梁支座的减隔震提出了相应的要求。

为我国桥梁减隔震支座的发展提供了良好的契机。

铁路桥梁的减隔震支座应满足以下安全性要求：1、在多遇地震作用下，桥梁结构的抗震安全应满足GB50111-2006铁路工程抗震设计规程的要求，减隔震支座的耗能机构不应影响结构的正常使用功能；2、在设计地震作用下，桥梁连接构件的抗震安全应满足GB50111-2006铁路工程抗震设计规程的要求，减隔震支座的位移锁定装置得到释放，耗能作用在地震中得到有效发挥，支座的地震位移小于容许位移；3、在罕遇地震作用下，结构的抗震性能应满足以下要求：(1)桥墩的延性比μu满足GB50111-2006铁路工程抗震设计规程的相关要求，隔震桥梁钢筋混凝土桥墩的容许延性比μu 取2.4；(2)减、隔震支座的最大位移必须小于装置的容许位移；(3)减、隔震支座与桥梁之间连接构件的强度满足安全要求。

粘滞阻尼器和Lock-up装置在连续梁桥抗震中应用

的但特殊的构件，当需要时，该构件可提供一种暂时的固定连接方式，而在正常使用条件下，仍为活动连
接方式。该装置有时又称为冲击传递装置（ｈｃｒｓｉｉｎｒＴ）ＳｏｋＴａｍｓｏＵｉ０ＳＵ。该装置由一个圆柱形油缸ｎｓｎｔ
和传力杆、活塞等组成，油缸内是特殊的硅介质，图４见。硅介质具有反复触变特性，在由温度或收缩、徐
况，这可从随后对两类装置的机理描述中看出。
收稿日期：０１１２５—０— ００作者简介：王志强男１７９１年出生讲师基金项目：国家自然科学基金项目（０７０８；５２８６）上海市青年科技启明星计划资助（３Ｆ４５）０Ｑ１０２
可灵活利用该装置的特点，可实现合理规划整个结构的地震力分配和传力路径，使得整个桥梁结构各构件能共同发挥作用，从而达到有效提高结构的整体抗震性能的目的。本文之所以将这两类装置合在一起讨论，原因是这两种装置有许多共同之处，有时也可以说Ｉｃ — ｐ．ｋｕ装置是粘滞阻尼器的一种极特殊的情￣
ｃＩｓｎ（。。 △Ｉｇ厶）其中，厶是速度，是阻尼指数，范围间于０１２０ｓｎ是符号函数。其．到．，ｇ
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最简单的形式是线性阻尼器，指数为１０．。
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图１阻器造圈尼构示意
个Ｌｃ — ｐＬＤ装置可看作一个简单ｏｋｕ（Ｕ）
续梁桥抗震性能改进的有效性，并对其实用的局限性也进行了分析。研究的结果可供桥梁工程

工程结构粘滞流体阻尼器减振新技术及其应用

图1单出杆型流体阻尼器我们研制的阻尼器是采用双出杆的型式(见图)[8,9]来解决“真空”问题的,由于双出杆型流体阻尼器在活塞运动时,活塞前后的体积变化会得到补偿,油缸内的总体积不会发生变化,这样油缸内的压强也不会产生过大变化,从而避免了前述单出杆流体阻尼器的弊病.在活塞两面对称开孔,其上安装阻尼螺钉,阻尼螺钉上开小孔作为阻尼孔,这样图2双出杆型流体阻尼器2.3粘性流体材料的耗能机理材料有弹性材料、粘性材料和粘弹性材料之分,理想弹性材料只能储存能量,而不能耗散能量;相反理想粘性材料则只能耗散能量,而不能储存能量,即无刚度;粘弹性材料则介于二者之间,既能储存能量,又能耗散能量;3种材料的应力应变关系曲线(滞回曲线)如图3所示.作为阻尼器阻尼介质的理想的粘滞流体材料应具有以下特性:①高粘度;②无毒;③高闪点;④对温度的敏感性差;⑤抗老化;⑥不易挥发.实际上完全理想的粘滞流体(a)弹性材料(b)粘性流体(c)粘弹性材料图33种材料的应力应变关系(滞回曲线)流体分子之间存在相互吸引的内聚力,流体和固体之间又作用着附着力,流体在流动时呈现出内摩擦力,粘性有机流体材料分子与分子之间的内聚力或物理缠结较弱,在很小的外力作用下,分子与分子之间很容易产生相对变形、滑移、扭转,当外力除去后,分子间的变形、滑移、扭转基本上不能复图4阻尼孔剖面示意图1处压强和速度分别为P1,v1,阻尼孔道出口断面22处压强和速度分别为P2,v2,因流体是纯粘性的(牛顿流体),流体在阻尼孔内为层流,则v1=v2= v,给出进口腔体S S断面和阻尼孔进口11断面的伯努利方程[8,10]:P sρg+αs v2s2g=P1ρg+αv22g+ζ1v22g(7)式中,αs和α分别为S S断面和11断面处的动图5典型阻尼器阻尼力位移滞回曲线2)流体阻尼器在微小的位移下即能耗能,即使在位移幅值为1mm时,流体阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线也接近于一个椭圆(当激振频率较小时,由于摩擦力的影响,接近于一个矩形).3)阻尼器工作一段时间后,明显可以感觉到图6足尺阻尼器阻尼力位移滞回曲线(f=4.0Hz,u=4mm)6)同一温度,在相同的输入位移下,随着激励频率的增大,滞回曲线逐渐趋于饱满,表明流体阻尼器的阻尼力随激励频率的增大而增大,耗能能力也随激励频率的增大而增强.图7为足尺阻尼器F5(装有2个直径1.8mm阻尼孔、阻尼介质为动力粘度μ=0.49Pa·s的H201甲基硅油),在位移幅值为10mm、温度为+22～+25℃时变化激振频率所得到的阻尼力位移滞回曲线.图7不同激励频率下阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线(4条曲线自里向外依次为f=0.2,0.5,1.0和1.5Hz)7)在相同的温度和激励频率下,随着输入位移幅值的增大,滞回环所包围的面积逐渐增大,耗能能力也随输入位移幅值的增大而增强.图8为足图8不同位移幅值下阻尼器的阻尼力位移关系滞回曲线(f=0.5Hz,4条曲线自里向外依次为u0=6,10,15和20mm)8)保持激励频率、输入位移和阻尼介质粘度不变,随着环境温度的改变,滞回环的大小和形状也有所变化,总的趋势是,随着环境温度的降低,阻尼力有所增大(但是也有个别例外),但是增幅不明显,最大值和最小值相差约20%～25%.9)在相同温度、相同的位移幅值和激振频率下,随着阻尼介质粘度的增加,阻尼力随之增大.图9为采用4种不同粘度的阻尼介质的足尺阻尼器的对比试验结果.可以看出,保持激励频率、输入位移幅值和阻尼孔的大小不变,改变阻尼介质粘度时流体阻尼器的耗能能力随粘度的增加而增大,最大和最小的阻尼力峰值相差约60%.图9阻尼器在不同阻尼介质时的阻尼力位移关系滞回曲线(f=0.5Hz,4条曲线自里向外依次为μ=0.1,0.34,0.49和1.94Pa·s)10)保持激励频率、输入位移幅值和阻尼介质不变,随着阻尼孔增大,滞回环逐渐趋于扁平;反之,随着阻尼孔的减小,阻尼力成倍增加,滞回环逐渐趋于饱满,耗能能力也随之增大,变化幅度非常明显.ve j,i=cos C v e j,i(　X-　X)(16a)(a)(b)图10阻尼器连接方式对于按照图10(b)所示方式设置流体阻尼器的结构,第j楼层的第i个阻尼器对结构提供的水平控制力为F ve j,i=C ve j,i(　X j-　X j-1)(16b)式中,θj,i为第j楼层的第i个阻尼器相对水平方向。

粘滞阻尼器减震结构设计方法及计算实例

引言在过去的几十年中，结构振动控制在全世界范围内引起了广泛的关注，国内外很多学者在结构控制的方法、理论、试验和应用等方面进行了深入研究并取得了大量研究成果，其中已有许多技术成功地应用于工程实践。结构振动控制中的基础隔震技术最为成熟，工程应用比较多，但其应用范围受到限制。主动控制、半主动控制以及混合控制的实际应用尚不成熟且成本较高。相比之下，耗能减振技术概念简单、机理明确、减震效果明显、安全可靠、经济耐用，并且具有较大的应用范围，适用于不同烈度、不同抗震要求的建筑物；对于新建筑的抗震控制和现有建筑的加固维修均可应用。经过近几十年的发展，人们开发出了大量的消能减震装置，按其消能机理不同分为以下四类：粘弹性阻尼器、粘滞性阻尼器、金属屈服阻尼器和摩擦阻尼器，前两类称为速度相关型阻尼器，后两类称为 0
具体设计时，根据场地条件，选定分析所用的地震波，对无阻尼器原型结构进行时程分析，求得最大层间位移角 θ0。确定减震结构所需满足的最大层间位
移角限值 θd，计算所需的位移减震率 μd=(θ0-θd)/θ0，根据前述结构等效单自由度体系的位移减震率 -附加阻尼比曲线（μd-ξa 曲线）并参考底部地震剪力减震率附加阻尼比曲线（μf-ξa 曲线）确定所需的附加阻尼比 ξa。上述过程也可以通过对无阻尼器原结构进行不同阻尼比下的反复试算，以确定达到指定层间位移角时，所需的附加阻尼比 ξa。 1.3 阻尼器参数及数量的确定抗震规范[1]中给出了计算消能部件附加有效阻尼比 ξa 的公式：
f
S0,max S c,max S0,max
(2)
S0,max 为无附加阻尼单自由度结构底部地震剪力式中： Sc,max 为附加阻尼比 ξa 后单自由度结构底部地最大值；震剪力最大值。单自由度结构 ξa-μd 曲线和 ξa-μf 曲线可通过数值方法求解 Maxwell 模型的平衡及协调方程得到[2]。本文在计算中发现，单自由度结构 ξa-μd 曲线和 ξa-μf 曲线主要受结构自振周期 T、结构自身阻尼比 ξs 和地震波类型的影响，与地震波峰值等因素无关。为满足下文中消能减震结构优化设计的需要，图 2 给出了一幢方钢管混凝土框架高层[3]的等效单自由度结构的 ξa-μd 曲线和 ξa-μf 曲线，曲线所对应的参数为：自振周期 T=4s，结构自身阻尼比 ξs=0.035，地震波为 SHW2 波，单自由度结构质量取实际结构的总质量。图中同时给出了该实际结构的计算曲线，其中实际结构的位移减震率 μd 取层间位移角最大值的减震率。从图中可以看出，ξa-μd 曲线吻合较好，而 ξa-μf 曲线虽然差别较大，但变化趋势相同。从图 2(b)可以看出，单自由度结构和实际结构在附加阻尼比 ξa 大于 0.2 后，底部地震剪力都不再继续减小，甚至开始增大，而此时随着附加阻尼比的继续增大，图 2(a)中的位移减震率仍在大幅度的减小，说明结构的构件层间剪力也在不断减小，此时，由层间地震剪力和层间构件剪力所形成的不断增大的差额则要由不断增大的阻尼力来填补。由此说明，过多地设置阻尼器，并不能有效地减小地震力，甚至会使地震力增大，从而使继续增加的阻尼器主要用来抵抗增大的地震力，从而导致不经济的减震设计方案。因此，在由 ξa-μd 曲线确定所需的位移减震率的同时，还应参考 ξa-μf 曲线，以保证所需的附加阻尼比不会导致地震力的增大，由图 2(b)可知，对于此结构当附加阻尼比 ξa>0.2 时，地震力不再减小，减震效率开始降低。

粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用

粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用胡庆安朱浩郭彬刘健新(长安大学公路学院, 西安710064)摘要: 本文介绍了斜拉桥减震设计的思想以及粘滞阻尼器在斜拉桥减震设计中的应用，并以一座斜拉桥为例，在相同的地震波作用下，对飘浮体系、弹性约束体系和加粘滞阻尼器的半漂浮体系分别进行时程分析，比较了三种体系梁端及桥塔的水平位移，水平惯性力，桥塔的受力情况。

研究表明：粘滞阻尼器能够改善斜拉桥的动力特性，不仅使得结构的位移和受力都是最小，而且提高了斜拉桥的抗震能力和耐久性，这种体系最能符合斜拉桥的减震设计思想。

关键词：粘滞阻尼器；斜拉桥；减震设计；时程分析Application of the viscous damper to the aseismaticdesign of cable-stayed bridgeHu Qing’an Zhu Hao Guo Bin Liu Jianxin(Highway college, Chang’an University, Xi’an 710064 )Abstract: This text introduced the aseismatic design of cable-stayed bridge and the applying of the viscous dampers to the aseismatic design of cable-stayed bridge. And based on an example, under same seismic excitation, time-history analysis was used to several structural systems, the floating system, elastic restriction system and the half-floating system with the viscous dampers, and the horizontal displacement, the inertial force and the stress of the bridge tower of these systems were compared. The research shows that the viscous dampers can mend the dynamical characteristic of cable-stayed bridge system, by this it can not only minimize both the displacement and stress of this system ,but also improve the aseismatic capability and wear of the bridge, so this kind of system can accord with the idea of the aseismatic design most.Key words: viscous damper; cable-stayed bridge; aseismatic design; time-history analysis 由于斜拉桥的地震惯性力主要集中在桥面系，而地震惯性力是通过斜拉索和支座分别传递给桥塔、边墩，再由桥塔、边墩传递给基础承受。

李建中---阻尼器在桥梁减震中的应用

PLAN
HORIZONTAL OPENING : 2 m
Jacques COMBAULT
谢谢!
大跨、高墩桥梁抗震设计关键技术
周期延长加速度谱阻尼减少周期（T）位移谱
周期延长
阻尼减少周期（T）
加速度反应谱
位移反应谱

铅芯橡胶支座
Y Fmax kd+ ku
钢板橡胶层
橡胶保护层
ukd-
Qd+ QdFmin
keff u+ X
ku
支座滞回曲线
铅芯
铅芯橡胶支座滞回曲线
铅芯橡胶支座
分层橡胶支座中部插入铅芯而形成的隔震装置。铅芯：提供地震下的耗能能力和静力荷载下所需刚度(初始剪切刚度G约130MPa
落梁震害支座滑移脱挡块剪坏伸缩缝破坏相邻联主梁碰撞震害以及桥台开裂震但主梁与下部结构破坏较轻板式橡胶支座在地震作用下因扛滑承载力不足导致主梁滑移支承宽度不足落梁震害主梁位移过大较大的墩梁相对位移伸缩缝破坏挡块破坏确保足够的支承宽度设计必要的约束装置与此同时支座的这种滑动机制也确实有助于减小下部结构的地震响应并在一定程度上保护桥墩以及基础免于较大的地震破坏
桥梁减震耗能技术的应用与发展
同济大学
2014年4月
1 2
背景典型中小跨桥减隔震技术
3 减隔震支座及其应用 4 大跨度桥梁减震耗能技术
1、背景
近三十年来，国内外地震灾害频发，许多桥梁倒塌或严重损伤，切断了震区交通生命线，造成了巨大的生命财产损失。
汶川地震
阪神地震

汶川的典型破坏形态包括：落梁震害、支座滑移（脱）、挡块剪坏、伸缩缝破坏、相邻联主梁碰撞震害以及桥台开裂震害等。

隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用

隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用摘要：隔震结构是一种建筑结构形式，它通过利用弹性材料、减震器、承重墙等隔震材料，使建筑体系与地基之间产生阻尼，从而减少地震对建筑物的影响。

隔震结构被广泛应用于地震频繁的地区，如日本、美国加州等地。

隔震支座作为一种用于建筑和桥梁等结构的装置，通过在结构与地基之间引入柔性支撑材料，实现结构与地基的隔离，以降低结构受到外力引起的震动响应。

隔震支座的应用在抗震设计中发挥着重要的作用，可以保护结构和人员的安全。

基于此，本篇文章对隔震支座与粘滞阻尼器在隔震结构中的应用进行研究，以供参考。

关键词：隔震支座；粘滞阻尼器；隔震结构；应用分析引言隔震支座的原理是通过弹性和动力隔离来减缓结构震动的机制。

隔震支座在建筑、桥梁、工业设备和文物保护等领域中的应用十分广泛。

隔震支座虽然在抗震设计中具有许多优点，但也存在一些挑战和限制。

其中包括支座的材料选择、刚度调整、施工过程中的工程实施和维护等问题。

隔震支座的应用不仅可以保护结构和人员的安全，还能延长结构的使用寿命，降低维修成本。

因此，在实际工程中，合理选择隔震支座，并进行适当的设计和施工，对于提高结构的抗震性能具有重要意义。

1引入隔震结构的背景和意义隔震结构的引入背景和意义是因为地震是一种常见的自然灾害，它会对建筑物及其内部设施造成巨大破坏，严重威胁人类的生命安全和财产安全。

为了减少地震对建筑物的影响，人们通过研究隔震技术，设计出了隔震结构，使建筑物能够在地震中保持相对稳定，减少破坏和损失。

隔震结构的引入还有其他的意义，如：（1）增强建筑物的耐震性能，提高其抵御自然灾害的能力。

（2）减少地震对人类的伤害和财产损失，保障人们的生命安全和财产安全。

（3）提高建筑物的使用寿命，减少维修和修缮费用。

（4）增加建筑物的经济效益和社会效益，提高建筑物的价值和品质。

因此，隔震结构的引入具有重要的意义和价值，它是建筑结构领域的一项重要技术创新，为保障人类的安全和财富做出了重要贡献。

减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用

减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用深圳市福田区 518000摘要：隔震技术是近年来桥梁建设中最常用的抗震技术。

它不仅具有减震功能，还具有隔震功能，可以发挥双重抗震效能，保证桥梁的整体质量和安全。

隔震技术的应用可以有效避免地面破坏对桥梁结构的过度影响，提高桥梁的稳定性，该技术的应用也有利于延长桥梁的使用寿命，保证经济效益。

在桥梁设计中，往往采用减震支座和减震装置来减小外界振动对桥梁结构的影响，控制其振动能量的传递，以达到理想的抗震效果，减少对桥梁稳定性和安全结构的不利影响，增强其使用可靠性。

本文对减隔震技术在桥梁结构设计中的实践应用进行分析，以供参考。

关键词：减隔震技术；桥梁结构；设计应用引言作为城市现代化的一部分，桥梁建设是一个优先事项，直接影响到人民的日常流离失所。

桥梁工程隔震设计的优化是合理利用隔震技术，根据桥梁区域特点和环境条件安装安全有效的隔震装置，提高桥梁结构抗震性能。

1概念在桥梁结构的设计和施工中，减隔震技术的应用变得十分普及，在实际应用过程中取得了预期效果。

减隔震技术主要应用于阻尼减震和隔震。

对于阻尼的应用，桥梁结构稳定性的有效优化主要是通过合理设计阻尼、能耗等装置来实现的。

发生地震、滑坡等地质灾害时，桥梁结构的阻尼效应可以充分反映，地质灾害造成的冲击效应可以有效改善；在隔震情况下，主要目的是利用减隔震技术合理设计桥梁结构，从而有效控制桥梁结构的振动输入能力并设置缓冲区，从而大大减少地震反应，从而产生保护作用。

2桥梁抗震设计的重要性自从2008年我国出现了堪比唐山大地震的汶川地震开始，我国最近十多年出现了多次大型地震，因而桥梁工程对于抗震也就有了更多的要求。

在桥梁设计时，要重视其本身的抗震性能，从桥梁设计的具体情况来看，应当做好减震、隔震的设计。

一般情况下，对桥梁进行隔震设计主要是利用隔震器，通过使用隔震器可以有效延长桥梁结构的振动周期，降低水平地震作用，从而获得良好的防震效果。

铁路大跨梁拱组合桥粘滞阻尼器减震研究

文章编号：1009-6825（2013）06-0179-03铁路大跨梁拱组合桥粘滞阻尼器减震研究收稿日期：2012-12-06作者简介：刘忠平（1982-），男，工程师刘忠平（中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031）摘要：采用不同分析方法和计算理论对设有粘滞阻尼器的兰渝铁路（82+172+82）m 连续梁—拱组合桥进行了地震反应分析，并对其减震性能进行了研究，通过计算分析，得出设粘滞阻尼器后，桥梁结构地震反应时所受水平力比单墩时明显减小。

关键词：铁路，粘滞阻尼器，连续梁—拱组合桥，减震中图分类号：U448．216文献标识码：A1概述连续梁—拱组合桥是结构受力合理、外形美观、新颖的结构体系，它能有效地降低主梁结构高度，满足了通航或立交净空要求，近年来，随着高速铁路的修建，在铁路桥梁设计中获得了广泛的应用，如温福铁路昆阳特大桥采用（64+136+64）m 连续梁—拱组合桥、广深港客运专线沙湾水道特大桥采用（76+160+76）m 连续梁—拱组合桥、成渝铁路沱江特大桥采用（90+180+90）m 连续梁—拱组合桥、成绵乐鸭子河特大桥（56+116+56）m 连续梁—拱组合桥等等。

对连续梁—拱组合桥的空间地震反应分析表明，由于连续梁—拱组合桥一般只设置一个固定墩，在地震荷载作用下，纵向桥的地震荷载绝大部分均由设置在固定墩上的固定支座来承受，因此，固定墩处于十分不利的受力状态。

如果一味要求固定墩满足强度要求，在弹性范围内工作，不仅不经济，而且也没有必要。

可以对连续梁桥墩柱进行延性设计或采用一些减震措施，来减小连续梁桥的地震反应［1］。

连续梁—拱组合桥的隔震措施有很多种，近年来应用较多的是在桥梁结构中设置阻尼器来改善结构抗震性能。

在正常使用阶段，由于粘滞阻尼器对于温度和徐变变形不会对结构产生附加力，因此受到了国内外桥梁设计师们的采用和推广，如美国南加利福尼亚的Vincent Thomas 悬索桥、希腊西部Rion Antirion 斜拉桥、上海卢浦大桥［2］及长沙三叉矶自锚式悬索大桥［3］等，本文以兰渝铁路（82+172+82）m连续梁—拱组合桥为工程实例，对在该桥上设置粘滞阻尼器后的地震计算及减震性能进行了研究。

桥梁用粘滞阻尼器

桥梁用粘滞阻尼器
桥梁用粘滞阻尼器是一种有效的抗震控制方法，它可以吸收和减少结
构振动产生的能量，从而保护桥梁结构不受损害。

粘滞阻尼器的工作
原理是基于流体粘性效应，通过阻尼液在阻尼器内的运动来吸收振动
能量，其具有响应速度慢、衰减量大的特点。

粘滞阻尼器通常安装在桥梁结构的特定部位，如梁的根部、剪力钉位
置等，以实现对其振动行为的控制。

它能够有效地减少结构的振动幅度，同时又不显著改变结构的几何形状和重量。

此外，粘滞阻尼器还具有许多其他优点，如无动力源、可靠性高、易
于维护等。

它的缺点是成本相对较高，且只能对单个自由度进行控制。

因此，在桥梁设计过程中，选择合适的阻尼器类型取决于各种因素，
如成本、安装位置、所需控制的效果等。

常见的粘滞阻尼器有摆式阻尼器、聚合物基阻尼溶液和热粘滞阻尼器等。

在具体应用中，需要结合具体的桥梁结构特点和工程要求，选择
合适的粘滞阻尼器类型，并进行相应的设计和安装。

考虑非线性特性的板式橡胶支座模型在桥梁抗震计算中的应用

考虑非线性特性的板式橡胶支座模型在桥梁抗震计算中的应用1 概述板式橡胶支座是桥梁结构最常用的支座形式之一，当进行桥梁结构抗震分析时，支座的力学特性的模拟方式，对桥梁结构抗震分析结果有较大的影响。

在实际工程设计中，一般参照经验及相关设计标准，采用线弹性模型对板式橡胶支座进行简化模拟，不考虑板式橡胶支座的非线性力学特性。

在非强震作用下，橡胶支座未达到其弹性极限时，这种模拟方法是合理的。

在强震下，板式橡胶支座将突破弹性极限产生滑动位移，使得结构与限位装置发生碰撞，在这种情况下，仍然采用线弹性方法进行抗震分析，得到的结果将存在较大误差。

以某桥梁抗震分析为例，通过对比上述两种分析方法得到的计算结果，探讨采用非线性模型对桥梁结构设计的影响。

某项目拟新建1座跨浦卫公路跨线桥，主跨一孔跨越路口，桥宽20.5m，跨径布置为4×25m+5×30m+56m+9×30m。

跨越路口位置采用一孔简支钢混组合梁，引桥部分采用30m跨径预制小箱梁结构，桥梁立面布置示意参见图1。

下部结构采用矩形墩，桩基础，墩柱构造形式参见图2、图3。

本桥所在区域抗震设防烈度7度，位于抗震不利地段。

主桥跨径L=56m，采用叠合梁。

下部结构墩柱截面为1.5m×1.8m矩形截面，桩基直径1.0m，采用群桩形式。

引桥跨径L=30m，采用小箱梁结构。

引桥下部结构墩柱截面为1.5m×1.5m矩形截面，桩基直径0.8m，采用群桩形式。

本桥主桥采用球钢支座，引桥采用板式橡胶支座。

2 有限元分析根据以上桥梁构造与支座形式，针对两种支座模拟方式，建立了两种地震动分析模型，线弹性支座时程分析模型以及非线性支座时程分析模型，并对两种模型的计算结果进行了对比，确定出不同分析模型的计算特点和差异。

2.1 有限元模型影响结构动力模型的精度的主要因素有结构刚度模拟的准确性、边界条件模拟的准确性、结构质量分布模拟的准确性。

为提高模型模拟精度，上部结构建立梁格模型，主梁采用6自由度空间梁单元，以提高上部结构质量和刚度分布的准确性。

循环荷载下桥梁板式橡胶支座剪切滑移特征及处理方法研究

循环荷载下桥梁板式橡胶支座剪切滑移特征及处理方法研究作者：***来源：《西部交通科技》2021年第10期橋梁板式橡胶支座是我国公路梁桥结构体系的重要构件，但普遍存在因剪切引起的滑移和变形问题。

为改善车辆循环荷载下桥梁板式橡胶支座剪切滑移问题，文章提出一种利用双面砂纸改变橡胶支座接触条件的方法，并基于室内循环剪切试验验证了该方法的可行性。

研究表明，采用双面砂纸能够有效增大橡胶支座与桥梁间的摩擦力，从而大幅减小了循环剪切条件下橡胶支座的滑移现象，增强了橡胶支座的抗剪切变形能力。

循环剪切;桥梁橡胶支座;循环荷载;剪切变形;滑移文献标识码：U443.36-A-32-106-30 引言桥梁板式橡胶支座是我国公路梁桥结构体系的重要构件，但普遍存在着由剪切引起的滑移和变形问题，因此，如何改善桥梁橡胶支座工作环境从而提升其抗剪切变形能力，具有重要研究意义[1-3]。

由于桥梁支座病害严重，引起了我国学者的广泛关注[4-8]。

李悦等[9]对其极限剪切破坏状态展开了系统研究，深入研究不同固定方式下板式橡胶支座的抗震性能。

徐略勤等[10]深入研究了四川地震后的震害调查资料，并深入分析了桥梁板式橡胶支座横向震害特征及力学机理，进一步提出通过提高传统挡块的变形角度，能够有效改善板式橡胶支座摩擦滑移，实现预期的抗震目标。

上述研究采取不同方式研究振动荷载对桥梁橡胶支座滑移现象的影响，但提出的解决方法均比较复杂。

本文提出一种利用砂纸增大接触摩阻力的方法，从而实现有效增大橡胶支座抗剪切变形能力，较好地解决了桥梁板式橡胶支座的滑移问题。

1 工程概况本次研究依托于广西某立交桥老旧桥梁改造工程。

桥梁呈东西向，全长约525.15 m。

桥梁左右幅均采用双立柱式桥墩，以保持桥面的稳定性。

桥面铺装厚200 mm的防水混凝土及100 mm厚的沥青混凝土作为防水层，以满足该分离式立交桥长期运营的防水要求。

根据现场调查结果反馈，由于交通流量大、桥梁使用年限较长等原因，该桥梁的桥梁板式橡胶支座出现了严重的磨损、滑移和变形问题，亟须处理。

支座及阻尼器

铅芯隔震支座与普通支座受力及减震效果对比芯隔震支座与普通支座受力及减震效果对
橡胶本身是一种易拉压变形的材料，单独做成支座加力后变形巨大 (如图)。工程用橡胶支座是由薄钢板与薄橡胶层叠组成，钢板对橡胶竖向变形有优秀的约束作用，竖向压缩刚度非常高，但与天然橡胶支座一样，LRB 支座拉伸刚度较低，约为压缩刚度的1/7～1/10。
• 内置液体，本身没有可计算的刚度，对梁体由温度变化、收缩徐变等因素引起的慢速变形不产生附加内力，不影响整个结构原有的设计和计算（如周期，振型等），也就不会产生预想不到的副作用； • 而对地震产生的梁的快速变形，阻尼器能迅速消能，它既可以降低地震反应中的结构受力也可以降低反应位移； • 可在地震和大风荷载下重复使用。
粘滞阻尼器在国外桥梁中的使用
谢谢
LBR支座的水平变形能力钢板约束橡胶的竖向变形但对其水平变形没有影响。同时铅芯能够很好地追随支座变形，吸收地震能量。LRB支座水平性能稳定，LRB支座由于铅芯的存在，能够限制支座的水平变形。
铅芯隔震支座安装实例
典型的流体粘滞阻尼器一般由主油缸、副油缸、带孔活塞、活塞杆、密封件和粘滞流体等组成。其主要构造见图1
2
1
6
3
3
5
4
1 主缸1 2 副缸 3 活塞杆活塞 5 硅油 6 活塞孔
粘滞阻尼器结构图
粘滞阻尼器在本工程桥梁中的使用实例
阻尼器对桥梁的控制原理
外荷载（风、地震等）
结构
减轻或抑制
反应
控制力
被动控制装置粘滞阻尼器
粘滞阻尼器消能减震技术
传统抗震设防技术属于一种被动、消极的抗震措施，结构消能减振则属于主动、积极的抗震措施，其目的在于提高结构抗震的可靠性。

板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析

板式橡胶支座抗压弹性模量试验分析1.概述近年来我国交通事业发展迅速，桥梁作为我国重要社会基础设施的地位愈显突出，在国民经济和居民日常生活中发挥着重要作用。

桥梁支座是桥粱结构的重要组成部分，直接影响桥梁的使用寿命和结构安全，其中板式橡胶支座由于其具有构造简单、性能可靠、安装更换方便、造价低等优点，被广泛应用于公路、城市桥梁建设中。

桥梁支座的作用，一方面是将上部结构的作用力传递给桥墩；另一方面则应适应梁体因温度、混凝土的收缩徐变及荷载作用下引起的水平位移和挠曲引起的梁体转动。

橡胶支座能很好地满足这方面的要求，因此得到普遍推广。

2.设计问题板式橡胶支座是由橡胶层和钢板层叠加在一起构成的，其设计应符合JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中8.4要求。

支座使用阶段平均压应力限值为10MPa，常温下支座的剪变模量为1.0MPa。

橡胶支座的弹性模量和形状系数按下式计算：弹性模量 E=5.4GS2矩形支座 S= l a l b/2t e(l a+l b)圆形支座 S=d0/4t e支座的形状系数取5≤S≤12使用。

形状系数S的定义为：S=有效承压面积÷单层橡胶侧表面积。

板式支座的分类、技术要求、试验方法、及检验规则同时要满足行业标准JT/T 4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》中要求同时行业JT/T663-2006《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》作为前者的补充配套其使用。

JT/T 4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》4.6节支座内在质量描述道：表1 支座剖面要求可见支座的中间胶层厚度应分别为5mm、8mm、11mm及15mm。

同时JT/T 663-2006《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》所给出的参数中，中间胶层也是这几个数据，只是做了详细的划分，橡胶支座边长或直径为100mm≤l(d0)≤200mm时，中间胶层厚度为5mm，钢板厚度为2mm，支座边长或直径为250mm ≤l(d0)≤350mm时，中间胶层厚度为8mm，钢板厚度为3mm，支座边长或直径为400mm≤l(d0)≤450mm时，中间胶层厚度为11mm，钢板厚度为4mm，支座边长或直径为500mm≤l(d0)≤650mm时，中间胶层厚度为15mm，钢板厚度为5mm，支座边长或直径为700mm≤l(d0)≤800mm时，中间胶层厚度为18mm，钢板厚度为5mm。

板式橡胶支座实验方案

一、试验目的检测板式橡胶支座的抗压、抗剪弹性模量等力学指标，评定板式橡胶支座的力学性能。

二、试验要求通过本实验，掌握板式橡胶支座抗压、抗剪弹性模量的实验方法，了解极限抗压强度、摩擦系数等其他几项力学指标的实验方法。

三、仪器设备500T 压力试验机（带横剪装置）四、试验步骤（一）抗压弹性模量试验1、第一步，将试样置于试验机的承载板上，上下承载板与支座接触不得有油渍;对准中心，精度应小于1%的试件短边尺寸或直径。

缓缓加载至应力为MPa 1且稳压后，核对承载板四角对称安置的四只位移计，确认无误后，开始预压。

2、第二步，预压。

将压应力以s MPa /4.0-3.0）（速率连续地增至平均压应力MPa 10=σ，持荷2min ，然后以连续均匀的速度将压应力卸至MPa 1，持荷5min 。

3.第三步，每一加载循环自1.OMPa 开始，将压应力s MPa /4.0-3.0）（速率均匀加载至MPa 4，持荷2min 后，采集支座变形值，然后以同样速率每MPa 2为一级逐级加载板式橡胶支座力学性能试验研究及数值模拟每级持荷2min 后读取支座变形数据直至平均压应力。

为止，然后以连续均匀的速度卸载至压应力为MPa 1。

10min 后进行下一加载循环。

加载过程应连续进行三次;4、以承载板四角所测得的变化值的平均值，作为各级荷载下试样的累计压缩变形ε∆，按试样橡胶层的总厚度e t 求出在各级试验荷载作用下，试样的累计压缩应变e e i t /∆=ε。

5、板式橡胶支座的抗压弹性模量E 按下式计算式中： 410410--E εεσσ=E ——试样实测抗压弹性模量，单位MPa ；44,εσ——第MPa 4级实验荷载下的压应力和累计压缩应变值；1010,εσ——第MPa 10级实验荷载下的压应力和累计压缩应变值；（二）抗剪切弹性模量试验a)在试验机的承载板上，应使支座轴心和试验机轴心重合，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好，使试样和中间钢拉板的对称轴和试验机承载板中心轴处在同一垂直面上，精度应小于1%的试件短边尺寸。