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日志

桥梁抗震适用阻尼器和阻尼支座 (fwd)

已有 846 次阅读2015-1-4 12:51 |个人分类:concept&terminology

桥梁抗震的两大方法是隔震和耗能。隔震原理下的延性设计和隔震设计已经被规范收录采用,而采用耗能原理的各种阻尼器还未在规范中体现。其实基于耗能原理的减震设计已经被建筑规范采用10多年,可以相信阻尼器和阻尼支座在桥梁上一定会有应用空间。以下是几种可以选用桥梁抗震阻尼器和阻尼支座,这里并非要推荐这几种抗震器件,而是开阔一下桥梁工程师的眼界。在选用阻尼器或支座时,一定要注意其性能稳定性和自身可靠性。

1. 钢阻尼器

  • 阻尼力:500KN~10000KN
  • 阻尼位移:100~500mm

桥梁抗震适用阻尼器和阻尼支座 - 杨春 - 青山不老

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 2. 钢阻尼支座

  • 阻尼力:300KN~2000KN

桥梁抗震适用阻尼器和阻尼支座 - 杨春 - 青山不老

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  • 金属阻尼器或阻尼支座的优缺点:
  • 优点:①可靠性好;②制造简单、造价低;③用于控制大震。
  • 缺点:①增加结构刚度,减小结构自振周期,从而增加地震作用;②有残余变形;③对结构会产生温度应力。

3. 粘滞阻尼器和速度锁定器

    粘滞阻尼器、速度锁定器在外形上一致,内部结构存在一定的差异,粘滞阻尼器主要功能是消能减震,速度锁定器的主要作用是提供锁定力。

    粘滞阻尼器采用内填硅油的油缸式结构,通过活塞的往复运动带动内部硅油的流动,进而产生阻尼效果。

    锁定锁定器为速度相关型的锁定装置,在正常情况下(慢速荷载作用),几乎不发挥作用(是由于速度小,粘滞阻尼力小),允许梁体转角及温差变形引起的水平位移,在制动力、风载或地震荷载作用下(快速荷载作用),便会自动锁定(是由于速度快,粘滞阻尼力大),使得结构由正常状况下的一个固定墩变成两个或更多的固定墩,将上部结构的荷载有效的分布到多个墩子上去,使得结构的受力更均匀。(速度锁定器很形象的比喻就是如同我们汽车座位上的安全带)。

桥梁抗震适用阻尼器和阻尼支座 - 杨春 - 青山不老

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4. 粘滞阻尼支座和速度锁定支座

    也就是粘滞阻尼器和速度锁定器的组合器件。

桥梁抗震适用阻尼器和阻尼支座 - 杨春 - 青山不老

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  • 粘滞阻尼器或支座的优缺点:
  • 优点:①阻尼力与速度成正变关系,只要速度不为零,即可耗能;②阻尼力与位移异相,有利于减小加速度反应;③无残余应力;④不阻碍零速变形,从而不产生温度应力;⑤不增加结构刚度;⑥用于控制小震或风振。
  • 缺点:①制造复杂,造价高;②自身没有刚度,变形后不能恢复到变形前的状态;③随使用时间增长,会产生液体泄漏。
5. 摩擦摆式阻尼支座
    钟摆式摩擦阻尼支座通过具有高耐温、高摩擦系数、高耐磨特性的材料将地震能量转化为热能,同时通过钟摆式结构实现将地震能量转化为势能,进而实现阻尼功效。同时,钟摆式的结构可实现自动复位,避免震后调整工序。

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 6. 抗拔支座

    抗拔支座可抵抗结构偏载或竖向地震等因素对结构的影响。主要有以下性能指标:
  • 支座摩擦系数为0.03;
  • 支座水平承载力根据地震动峰值设计为坚向承载力的15%(0.1g)、30%(0.2g)、45%(0.3g)或更大;
  • 支座抗拔力(抗拉力)一般为坚向承载力的10%~30%,也可根据特殊情况设计到承载力的50%;
  • 支座坚向承载力1000~60000KN;
  • 支座转角为0.03rad。 

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注:以上资料部分摘自钢结构论坛 zengguojun2008 用户

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