桥梁减震技术及应用（二）-路桥设计-筑龙路桥市政论坛

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理解与建议

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一、减隔震结构的经济性：

若不计入震后修复、重建以及生命财产损失所造成的损失，与传统抗震结构相比，增减情况大体包括：

减小部分：地震作用减小，截面、配筋和桩基数可降低；

增加部分：①减隔震方案设计费；②隔震器和阻尼器费用。影响工程造价的因素很多，包括设防类别、地震烈度、结构方案、隔震装置的选择及布置、设计和施工技术水平等。需要工程设计人员在初步设计阶段，对两种方案的造价进行比较。

该领域尚无系统的研究。就建筑行业的经验（日本）来说，高度小于25m，造价增加4——5%，高度25——30m，造价持平，高度大于30m，层数15至20层，造价降低0——5%。就国内经验来说，框架结构可降低造价3——5%，砌体结构则增加造价。

二、常见的桥梁减隔震建议方案

梁桥(<300m)

梁体和桥墩之间（设置减隔震措施）

阻尼支座（或支座+阻尼器）

拱桥（<600m,刚度大，位移小，传统减隔震法不适合）

TMD，TLD；相对变形较大的位置如：拉索、斜撑或桁架下弦杆设置耗能支撑。

斜拉桥(200—800m)和悬索桥(>800m)：

主桥塔梁－恰当的塔梁约束方式

竖向支撑 + 粘滞阻尼器；

梁体和桥墩之间，在漂浮方向

阻尼支座（或支座+阻尼器）

针对风致振动和风雨激振的结构优化、减振设计

三、未来减隔震技术的发展方向

1、考虑突发强震、近场地震作用下的结构安全；

2、采用轻质高强材料（高强混凝土、钢材）

结构自重及尺寸减小；

3、结构减震（振）控制：根据结构性能和响应智能调整控制

合理，有效，安全，经济

四、未来世界减震（振）控制技术的发展趋势

1、抗震结构：仍为主流，但有时难以满足要求；

2、减震、隔震结构：将逐步成为主流结构之一；

3、智能控制结构：主要用于抗风，兼用于抗震。

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TMT现有工作基础

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一、橡胶支座

橡胶支座隔震建筑是在建筑物基础上与上部结构之间设置橡胶支座，把上部结构与地基隔离开来，从而起到隔离地震能量的建筑。地震是以波动形式传播能量，传统房屋采用“刚性抗震”方法通过增加截面尺寸，提高材料强度等级，以提高抗震能力。但缺点是房屋结构会破坏，提高了工程造价，抵御不了大地震。

隔震房屋则另辟蹊径采用“柔性隔震”方法，在建筑物基础与地基之间用隔震层将其上下隔断，使80%以上的地震能量不能传递上来，地震时地动而房不动，提高了抗震能力。橡胶隔震支座能减小地震作用，消除或有效减轻结构或非结构的损坏。隔震房屋比传统抗震房屋的安全度可提高90%左右。

二、弹塑性钢减震支座/阻尼器

弹塑性钢阻尼支座和阻尼器是一种新型桥梁抗震装置，是结构被动控制中耗能减震装置的一种；在地震时，通过钢材发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构中的能量，从而达到减震的目的，在实际工程中的应用前景极为广阔。它将一般盆式橡胶支座或球型钢支座和弹塑性钢阻尼元件（E型钢、C型钢或其他形状）结合在一起，既实现了支座承载、转动和滑移的功能，又具备了抗震耗能功能。它既可与支座结合使用也可单独作为阻尼器单独使用。

弹塑性钢阻尼产品应用情况

弹塑性钢阻尼产品在国内外均在广泛应用，特别是近年来，人们对抗震的认识越来越深刻，2008年在南京江心洲大桥上已使用16套E型钢阻尼支座和2套E型钢阻尼器；2009年在阿尔及利亚Rocade大桥上使用32 套C型钢阻尼支座和8套C型钢阻尼器；2009年在常州高架新京杭大桥上使用了8套E型钢阻尼器；2009年在大瑞线上使用E型钢阻尼支座；2010 年在内蒙大城西黄河桥上使用E型钢阻尼支座，2011年在漳州九龙江大桥使用8套C型钢阻尼支座。

三、摩擦摆式阻尼支座

摆式摩擦阻尼支座有两个滑动面，中间是滑动件，通过滑动件与两个滑动面的摩擦滑动来提供所需要的位移和转动。摆式摩擦阻尼支座具有实现支座的所有功能：即竖向承载、转动和位移等，通过高耐温、高摩擦系数、高耐磨特性的材料将地震能量转化为热能，同时通过摆式结构实现将地震能量转化为势能，进而实现阻尼功效。摆式结构可实现自恢复，避免了震后调整工序。摆式摩擦阻尼支座的应用，可以优化结构受力，延长结构的使用寿命，避免地震、大风等自然灾害对结构造成的毁灭性损害，同时，减震的设计理念可以大大减少工程造价。适用于高震区大型多跨连续梁，提供大位移大转角。