BGD系列变刚度隔震支座

BGD系列变刚度隔震支座

随着我国经济发展,高速公路逐渐向山区延伸。由于地形特殊,山区公路的桥梁占路线总长比例高,有的项目桥梁与线路长度比达到了50%甚至更高。为跨越河流与峡谷等地形障碍,山区桥梁普遍存在桥墩高、桥墩高度差异大、纵坡大、平曲线半径小,建设条件困难等特点。

考虑高速公路运营的整体性和舒适性,要求设计尽量采用连续结构体系,但又不太适宜大量采用连续刚构,原因如下:
山区桥梁存在大量桥墩高度超过60m的桥梁,为超高桥墩桥梁。由于桥墩柔度大,导致桥梁的纵向刚度小,一阶自振频率低,约为0.1Hz,不能满足桥梁正常使用的动力要求(一般应大于0.2Hz)及抗震设防的位移控制要求,缩短了桥梁的正常使用寿命;同时,由于山区桥墩高,墩高差异大的特点,如采用连续刚构,则桥梁内力分配复杂,对桥梁的施工质量和耐久性产生极大不利影响。

综上所述,山区桥梁宜采用连续梁式结构,但连续梁设计时同样会遭遇内力分配问题。众所周知,连续梁的下部结构一般由桥墩和支座构成,下部结构的水平刚度亦由此两部分来共同决定。要调整桥墩自身水平刚度的方法一般为调整截面尺寸和调整内部配筋两种方式。但对于超高墩,这种方法那么效果较差,要么资源耗费巨大,不适宜采用。经过对比分析,调整支座的水平刚度不失为一种最佳的办法。

降低资源消耗,同时改善连续梁各墩内力分配不均问题,四川省交通厅公路规划勘察设计院率先提出采用变刚度支座概念,即以不同水平刚度的支座匹配不同水平刚度的桥墩。

根据现行行业标准JT/T 663-2006《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》选用的板式橡胶支座,对相同设计荷载的支座,外形尺寸一致,其竖向、水平刚度也是一致的或基本相同的,如果需要改变其中任意一个参数(竖向承载能力/竖向刚度/水平刚度),另二个参数则会跟着改变,且基本成线性关系。而竖向刚度也是一个重要的参数,它在同一连续结构中不允许有较大的差异。因此,要实现变刚度支座的概念,难点在于此。

为此,四川省交通厅公路规划勘察设计院联合西南交通大学、四川路桥勘察设计有限公司、成都市大通路桥机械有限公司等,共同研制成功变刚度橡胶支座。它的作用就在于:当墩身本身水平刚度不一致的情况下,调整支座的水平刚度,使“墩身+支座”组合水平刚度达到一致,从而达到均匀分配各墩内力的目的。

技术目标:

  1. 外形尺寸相同;
  2. 竖向刚度相同;
  3. 水平刚度按设计要求;
  4. 使用寿命不小于普通橡胶支座。
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