基于减隔震设计的连续梁桥抗震设计方法

 基于减隔震设计的连续梁桥抗震设计方法 

1.  适用对象：矮墩连续梁桥，结构整体刚度较大，桥墩未进入塑性；

2. 各计算方法特点：

1)  多振型叠加反应谱分析（即反应谱分析）：建立在线性叠加基础之上，模型中所有的构件和连接单元均为线弹性单元；

2)线性时程分析：只能考虑构件和连接单元的线弹性属性，用于校核时程波和反应谱计算的结构响应的匹配性，以及设定的瑞利阻尼是否合适，根据规范6.5.3条规定：“在E1地震作用下，线性时程法的计算结果不应小于反应谱计算结果的80%。”

3) 非线性时程分析：可以考虑构件的非线性属性（例如塑性铰的属性）、连接单元的非线性属性（例如：活动支座和减隔震支座的恢复力模型），对结构进行精确分析。

3.  各计算方法的选择问题：

反应谱分析方法由于不能考虑活动支座的摩擦耗能作用，一般计算出来的结构响应均偏大，偏于安全。对于使用反应谱结构响应进行验算不能通过的桥梁，可以考虑使用非线性时程分析方法进行计算，对非线性时程的结构响应进行验算。

4.        关键构件抗震设计的要求：对于桩基础，无论是E1还是E2均要求其处于弹性阶段，不能发生损伤；对于支座，在E1下不能破坏，E2下可以破坏，但要合理设置挡块（剪力键）；对于矮墩，要防止其剪切破坏，要对其抗剪能力进行验算及采取必要的构造措施，对于可能发生弯曲破坏的桥墩，还要对塑性铰的转动能力进行充分验算，非塑性铰区域要验算抗剪能力。

5.  减隔震结构体系的设计：

1)  采用盆式橡胶支座时，E1地震作用下，各关键构件均要求满足规范要求；如不满足，可考虑采用减隔震支座；

2)  采用盆式橡胶支座时，E2地震作用下，如桥墩和桩基不能完全满足规范要求，则E2要选用减隔震体系，设置减隔震支座，以减小下部结构的地震响应，起到隔震保护关键构件安全的作用；

3)  常用的整体型减隔震装置：铅芯橡胶支座、普通隔震支座、高阻尼橡胶支座、双曲面减隔震支座、悬臂棒防落梁支座等等。橡胶类的承载力小一些，位移小一些，后两种承载力大一些。模拟基本上都是双线性的恢复力模型，除了普通隔震支座。

4)  分离型减隔震装置：使用（盆式支座+板式橡胶支座）的组合装置，其中板式橡胶支座竖向不受力，水平方向承受剪切力。活动盆式支座提供摩擦耗能作用，板式橡胶支座，可以提供一定的刚度，通过自身的变形来耗散地震能量；在强震作用下，允许（固定盆式支座+板式橡胶支座）组合中的固定支座剪坏，纵桥向变成所有桥墩一起分担地震力，防止固定墩及其桩基发生损伤。

6.挡块的设计原则：可以采用深梁或者牛腿的设计方法。

7. 固定支座的设计建议：对于横桥向设多排支座的连续梁桥，可以考虑再固定墩位置设置多个固定支座，而不是单个固定支座，用以分担地震力。

8. 摩擦桩单桩轴向抗震容许承载力验算原则：对于地震这种偶然荷载，容许单桩出现拉力，验算时按照规范第4.2.3条的调整系数，进行验算。

9.  扩大桩基础的验算原则：将永久作用+地震作用组合后的结构响应作为设计荷载，按照静力验算的手段，验算扩大基础的抗滑移、抗倾覆能力。老规范JTJ 004-89第4.3.5条中有墩、台抗震稳定性验算的规定，也可参考使用。