考虑支座及挡块力学性能退化的桥梁横向地震响应分析
2018-02-10王全录王克海张盼盼
振动与冲击 2018年2期
吴 刚, 王全录, 王克海, 张盼盼
(1. 东南大学 交通学院, 南京210096;2. 交通运输部公路科学研究院,北京 100088;3. 内蒙古交通设计研究院有限责任公司,内蒙古自治区 呼和浩特 010010)
近年来地震中,我国中小跨径梁桥震害主要以主梁移位、支座及挡块破坏为主,桥墩破坏率较低。如汶川地震中,简支梁桥的支座、挡块破坏率分别为16.6%和16.8%,而桥墩损伤率只有2.3%[1]。这主要是因为我国中小跨径梁桥普遍采用板式橡胶支座,其在地震作用下较易发生滑动,造成主梁移位并与挡块碰撞,但支座滑移减小了传递到桥墩的地震力。针对中小跨径梁桥这种地震响应机制,王克海等[2-3]提出了“多道设防,分级耗能”和“一可三易(损伤部位可控,损伤部位容易检测、容易维修、容易更换)”的设计理念以及考虑支座摩擦滑移的设计方法,允许支座在地震作用下优先发生滑移,但需配合使用有效限位装置;国外Tobias等[4]也指出橡胶支座及带有限位装置的连接构件在地震中可优先发生破坏并耗散部分能量。由此,将支座及挡块作为“保险丝式”单元的设计理念逐渐被认识,正确认识支座及挡块力学性能是其保险丝功能发挥及准确评价桥梁横向抗震性能的关键。
关于板式橡胶支座的滑移特性及其对桥梁抗震性能的影响,大量研究工作是基于库伦滑动准则进行的[5-8],并未对支座摩擦滑移性能及滑移后力学性能展开研究。近年来试验研究表明,板式橡胶支座在滑移过程中存在磨损,其力学性能会发生退化[9-10],但这些试验研究中基本都对板式橡胶支座采取了一定锚固措施,会对支座的刚度及摩擦特性等均会产生一定影响,并不能真实反映我国不设置顶钢板和底钢板的板式橡胶支座地震响应。……
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