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代县隔震支座设计规范、水平等效刚度、设计剪切位移数据分析

HDR高阻尼橡胶支座  2020/6/21 22:16:21  619
内容摘要:为了减小地震引起桥梁结构的破坏,各国学者对桥梁结构的减震、隔震进行了广泛、深入的研究,并取得了大量的研究成果。研究成果表明:对于桥梁结构比较容易实现和有效的减隔震方法主要是采用隔震支座。在日本、美国、...

为了减小地震引起桥梁结构的破坏,各国学者对桥梁结构的减震、隔震进行了广泛、深入的研究,并取得了大量的研究成果。研究成果表明:对于桥梁结构比较容易实现和有效的减隔震方法主要是采用隔震支座。在日本、美国、新西兰等国家的许多桥梁都安装了隔震支座,并取得了较好的减隔震效果。

由于橡胶支座能通过剪切变形使上、下部地震运动隔离,且具有构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉、安装方便等优点,因而成为最常用的一种隔震支座。目前,国内常用的橡胶类隔震支座主要有天然橡胶支座、代县高阻尼橡胶支座和铅芯橡胶支座。

铅芯隔震支座是在一般板式橡胶支座基础上,在支座中心放入铅芯,以改善橡胶支座的阻尼性能的一种减隔震支座,其具有减隔震效果显著、适用范围广等特点,目前,铅芯隔震支座已在我国广泛应用。

1.支座结构设计

〖LRB系列铅芯隔震支座〗是按照现行交通运输行业标准《公路桥梁代县铅芯隔震橡胶支座》(JT/T822-2011)、国家标准《橡胶支座第2部分:桥梁隔震橡胶支座》(GB20688.2-2006)以及相关行业规范,同时参照欧洲标准研制的减隔震类桥梁构件系列产品,适用于8度及以下地震烈度区的各类公路及市政桥梁。

1.1设计依据

GB20688.2-2006橡胶支座第2部分:桥梁隔震橡胶支座GB/T469-2005GB/T528-2009GB/T912-2008

铅锭

硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带

GB/T1682-1994硫化橡胶低温脆性的测定单试样法GB/T3274-2007碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB/T3512-2001硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T6031-1998硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定(10~100IRHD)

GB/T7759-1996硫化橡胶、热塑性橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定GB/T7760-2003硫化橡胶或热塑性橡胶与硬质板材粘合强度的测定90°剥离法GB/T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验法CJJ77-98CJJ166-2011

城市桥梁设计荷载标准城市桥梁抗震设计规范

HG/T2198-2011硫化橡胶物理试验方法的一般要求JT/T722-2008JT/T822-2011JTGD60-2004

公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件公路桥梁铅芯隔震橡胶支座公路桥涵设计通用规范JTG/TB02-01-2008公路桥梁抗震设计细则

1.2支座分类

LRB系列铅芯隔震支座按本体形状分为矩形铅芯隔震支座和圆形铅芯隔震支座。

1.3支座型号

橡胶剪切模量,单位为兆帕(MPa)支座本体高度h,单位为毫米(mm)支座本体平面外形尺寸,矩形a×b(a为宽度,b为长度),圆形d(d为直径),单位为毫米(mm)铅芯数量

支座本体外形,分为矩形(J)和圆形(Y)

示例:

支座有四个铅芯,本体宽度为520mm,长度为620mm,高度为172mm,橡胶剪切模量为1.2MPa的矩形铅芯隔震橡胶支座型号表示为:J4Q520×620×172G1.2。

支座有四个铅芯,本体直径为620mm,高度为229mm,橡胶剪切模量为1.0MPa的圆形铅芯隔震橡胶支座型号表示为:Y4Q620×229G1.0。

隔震支座

1.4支座结构

LRB系列铅芯隔震支座的竖向载荷传递过程是梁体→上预埋钢板→上连接钢板→上封板→橡胶、铅芯、加劲钢板叠层结构→下封板→下连接钢板→墩台。

LRB系列铅芯隔震支座的地震水平载荷传递过程是墩台→下锚固组件→下连接钢板→剪切键、下封板→橡胶、铅芯、加劲钢板叠层结构→上封板、剪切键→上连接钢板→上预埋钢板→通过上锚固组件传递到梁体。

1.5产品特点

竖向刚度稳定,竖向承载效果好;水平刚度适中,满足地震和常规位移需求;铅芯阻尼效果好,具有良好的耗能能力;本体采用天然橡胶,温度适应范围较广;铅芯面积可调,方便支座阻尼比调整;安装及检修更换方便,运营维护成本较低。

2.支座技术性能

2.1规格系列

圆形铅芯隔震支座分为22类:d420,d470,d520,d570,d620,d670,d720,d770,d820,d870,d920,d970,d1020,d1070,d1120,d1170,d1220,d1270,d1320,d1370,d1420,d1470。

矩形铅芯隔震支座分为25类:300×420,350×350,350×520,420×420,470×570,520×520,520×620,570×570,570×670,620×620,670×670,720×720,770×770,820×820,870×870,920×920,970×970,1020×1020,1070×1070,1120×1120,1170×1170,1220×1220,1270×1270,1320×1320,1370×1370。

2.2剪切模量

本系列支座设计剪切模量为0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa。

2.3水平等效刚度

175%剪应变时矩形铅芯隔震支座最大水平等效刚度为9.7kN/mm,最小水平等效刚度为1.3kN/mm,圆形铅芯隔震橡胶支座最大水平等效刚度为10.4kN/mm,最小水平等效刚度为1.1kN/mm。各个规格系列水平等效刚度详见支座规格尺寸的设计参数表。

2.4等效阻尼比

175%剪应变时矩形铅芯隔震橡胶支座最大等效阻尼比为22.7%,最小等效阻尼比为14.4%,圆形铅芯隔震支座最大等效阻尼比为20%,最小等效阻尼比为13.5%。各个规格系列等效阻尼比详见支座规格尺寸的设计参数表。

2.5设计剪切位移

本系列支座的设计剪应变如表1所示。

表1LRB系列铅芯隔震橡胶支座的设计剪应变参数常规剪应变γ0试验剪应变γs极限剪应变γu

注:剪切位移=剪应变×支座有效橡胶层总厚度。

2.6温度适用范围

本系列支座的环境温度范围为-25℃~+60℃。

注:若项目有特殊需求,本系列支座以上各技术性能参数均可进行定制设计。

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