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防灾论文.doc


文档分类:建筑/环境 | 页数:约11页 举报非法文档有奖
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广州大学课程名称防灾减灾工程学学院土木工程学院专业班级 2 012 级防灾减灾工程及防护工程学生姓名黄佳栋学号 211121606 4 指导教师周云完成日期 2012 年 12月6日减隔震技术在我国桥梁中的应用黄佳栋(广州大学土木工程学院) 摘要: 近年来的几次大地震所造成的震害和巨大的经济损失已引起了桥梁结构设计人员、科研人员和社会相关业主的重视。伴随着近几年我国桥梁事业的飞速发展, 能够提高和改善桥梁结构抗震性能的减隔震技术在我国也得到了快速应用。本文对近几年我国采用减隔及技术的桥梁进行了总结, 主要对大跨度桥梁中所用粘滞阻尼器、梁桥中采用的摩擦摆支座、铅芯橡胶支座、钢耗能支座和双曲面球型减隔震支座的目的和这些减隔装置的特性进沂了分析比较。指出其中在应用方面存在的一些不足,并提出了相应的度建议。关健词: 桥梁; 抗震;粘滞阻尼器;铅芯橡胶隔震支座; 钢耗能支座引言地震是危及人们生命财产安全的自然灾害。强烈的破坏性地震不仅可以造成大量人员的伤亡以及桥梁、房屋等结构的严重破坏, 还会诱发火灾、海啸、有毒物质及放射性物质泄漏等次生灾害, 对社会经济及政治产生重大影响[1-5] 。因此对作为生命线工程的重要基础设施的桥梁进行减隔震设计是十分必要的[6-8] 。当前, 在汲取历次震害经验、教训的基础上, 伴随着对地震产生的机理、地震动特性以及地震作用下各类桥梁结构动力响应特性, 易损性部位、损伤机理、构件节点抗震性能的研究和认识的加深, 促使桥梁结构相关抗震规范进行改进, 同时也促进了对新的抗震技术的研究, 并加速了新技术在实际桥梁工程中的应用。这可从我国近几年建成的和在建的一些桥梁工程中充分体现出来。这些因素促使一些规范进行了重新修订。目前《公路工程抗震设计规范》、《铁路工程抗震设计规范》均已初步修订完成, 在试行阶段, 新的城市桥梁抗震设计规范也正在编制过程中[9-12] 。近年来我国正处于基础设施的大发展中, 大量桥梁结构在建设或规划中。在一些强震区修建桥梁结构使工程人员直接面临结构抗震的挑战。这进一步促进我国科研人员、桥梁工程设计人员对新的抗震设计论、新型抗震、减震技术的研究和应用。本文对国内近年来在一些实际桥梁结构中采用的减隔震技术( 如粘滞阻尼器、铅芯橡胶支座、摩擦摆支座支座、钢耗能支座等) 进行初步的汇总,阐述这些减隔震技术应用的特点, 以及目前存在的不足, 并提出一些改进的建议。 1 减隔震装置的类型传统桥梁结构抗震设计概念及机理主要是依靠桥梁结构、构件自身具有的强度、延性变形、耗能能力来抗震的。这通常容许很大的地震力和能量从地面传递给结构,而抗震设计主要考虑的问题是如何为结构提供抵抗这种地震力的能力。尽管通过适当选择容许出现延性损伤的位置和仔细设计关键部位构件的细部构造可以确保结构的整体性, 避免桥梁发生倒塌, 但桥梁结构构件的损伤是不可避免的[13] 。近几十年来,为了提高结构的抗震性能, 国内外大量研究人员提出了许多新的抗震技术, 主要包括减隔震技术、被动控制技术、主动控制技术及混合控制技术等[ 14]。减隔震技术是指通过采用减隔震装置来尽可能地将结构或部件与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开来, 大大减少传递到上部结构的地震力和能量。在满足正常使用要求的情况下, 这种分离或解耦是通过增加系统的柔性和提供适当的阻尼来实现的[15-18] 。从性质上说, 减隔震方法也是结构控制方法中的一种,属于被动控制技术。通过这些新技术, 尤其是减隔震技术在实际桥梁结构中的应用, 一方面提高了结构的抗震性能, 另一方面, 通常可以降低整个工程的造价。在一些特殊情况下, 如跨越强震区域, 采用这些新技术有时是解决实际桥梁结构抗震问题的唯一有效途径[19-22] 。从近几年国内采用减隔震技术的种类和目的来分,大致集中在以下几类: 一类是利用耗能装置来消耗地震能量, 达到改善桥梁结构局部关键部位的抗震性能,如粘滞阻尼器; 另一类是利用延长结构周期, 同时消耗地震能量的隔震装置来提高结构的抗震性能,如摩擦摆支座、铅芯橡胶隔震支座、钢耗能支座和双曲面球型减隔震支座等。下面就这些技术在实际桥梁中的应用情况和特点进行简要的分析比较[23-25] 。 粘滞阻尼器的应用枯滞阻尼器(如图 1) 的作用机理是利用活塞前后压力差强迫粘滞流体流过节流孔, 从而产生阻尼力和耗能, 粘滞阻尼装置的输出方程为: ? Cv F?(1) 式中:v ——速度; C ——阻尼系数 F ——阻尼力α——速度指数,对于桥梁工程来说, α可取 ~ ;对于低烈度地震区, α可取2 ;主要抵御风致振动的桥梁, α可取 ~1 。图 1粘滞阻尼器 Fig 1 Viscous damper 粘滞阻尼器同其他减隔震装置相比,特点是:①弹塑性阻尼装置、

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  • 时间2016-07-28