基于橋梁施工中的橋梁支座寬度研究

基于橋梁施工中的橋梁支座寬度研究

中國是一個(gè)多地震的國家。因此，橋梁結(jié)構(gòu)的抗疲勞動(dòng)能力在保護(hù)橋梁完整性方面發(fā)揮著重要作用。在地震的作用之下,在伸縮縫處相鄰的位置,其梁體間的相對(duì)的位移如果超過了支承所搭接的長度時(shí),其橋梁的梁體自然就會(huì)發(fā)生落梁以及破壞的情況。在新建橋梁時(shí),就可以避免這樣的情況出現(xiàn)。因?yàn)樗梢栽谄湓O(shè)計(jì)時(shí)來預(yù)留完全能夠支承或者用搭接長度的方法來避免落梁的情況出現(xiàn),可是,其舊橋的設(shè)計(jì)一般是沒有足夠的支承來搭接長度的,想要把落梁的危險(xiǎn)系數(shù)降到最低,就需要經(jīng)常在伸縮縫的地方用一定的限位裝置來對(duì)其加以固定。其限位裝置有兩種:①纜索限位裝置。②拉桿限位裝置。在美國,纜索限位裝置的應(yīng)用是最為普遍的,而對(duì)于日本,拉桿限位裝置是最常用的。每個(gè)國家所用的限位裝置是不同的,要根據(jù)其實(shí)際情況來定。在國外,某些學(xué)者對(duì)限位裝置的設(shè)計(jì)方法研究了很久,因此就出現(xiàn)了各種各樣的限位裝置的設(shè)計(jì)方法。每個(gè)限位裝置采用不同的設(shè)計(jì)方法來計(jì)算限位器的數(shù)量,其相差是非常大的,這就說明了到現(xiàn)在為止仍然沒有令人十分滿意的限位裝置的設(shè)計(jì)方法?；谝陨锨闆r,本文就針對(duì)其拉伸限位裝置進(jìn)行了相關(guān)的研究。1有限面積設(shè)備的設(shè)計(jì)方法1.1線性化模型的建立伸縮縫間隙的開啟以及閉合是受拉限位裝置和墩梁之間的摩擦力影響的,其連續(xù)梁橋的縱向地震反應(yīng)就呈現(xiàn)出非常高的非線性。在地震的時(shí)候,伸縮縫的情況是變化的,它在開啟和閉合之間變化著,而且在閉合的那一刻,相鄰的梁體間的碰撞對(duì)橋梁的縱向地震反應(yīng)來說,是有非常大的影響的。按以上情況來看,連續(xù)梁橋在縱向地震的作用下做出的反應(yīng)是非常復(fù)雜的,這時(shí)就必須進(jìn)行一定的簡化功能,然后提出一種切實(shí)的限位裝置設(shè)計(jì)方法才行。本文依據(jù)圖1(a)內(nèi)容所示,此圖簡化了兩自由度模型,然后進(jìn)行其限位裝置的設(shè)計(jì)。每聯(lián)是需要簡化為一個(gè)單自由度的,然后根據(jù)有關(guān)研究將伸縮縫處拉、壓方向的力一變形,其關(guān)系就通過受拉限位裝置的剛度K進(jìn)行了線性化[如圖1(h)]。我們知道,其碰撞問題是比較復(fù)雜的,因此就必須在線性化的設(shè)計(jì)模型中要考慮到其相鄰梁體間碰撞,因?yàn)檫@種碰撞會(huì)帶來一定影響的。碰撞對(duì)相對(duì)位移的影響則通過一個(gè)考慮碰撞效應(yīng)的相對(duì)位移而反應(yīng)出來,它稱為反應(yīng)譜,然后對(duì)由線性化模型所求出的相對(duì)位移進(jìn)行了修正工作。根據(jù)以前的研究表明:從工程應(yīng)用這一角度來看的話,圖1所示的邊界模型是足夠考慮到了相鄰橋跨間的相互作用的影響的。因?yàn)槎嗦?lián)連續(xù)梁橋的橋臺(tái)對(duì)伸縮縫處的相鄰梁體間的相對(duì)位移的影響是比較小的,然而在進(jìn)行限位裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候,就只考慮到了伸縮縫處相鄰的兩聯(lián)在縱向地震作用時(shí)的相互作用,把其他因素都忽略了。1.2響應(yīng)函數(shù)的確定我們通過參數(shù)敏感性可以分析出其設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)是有一定的影響的。在這里我們選取伸縮縫處間相鄰梁體的相對(duì)位移來作為響應(yīng)函數(shù),其限位裝置的剛度作為設(shè)計(jì)的變量,然后通過其參數(shù)敏感性得出相關(guān)結(jié)論,最后求出將伸縮縫處的相對(duì)位移來限制在其設(shè)計(jì)目標(biāo)的位移之內(nèi),然后就會(huì)得出所需要的限位裝置的剛度。1.3替代結(jié)構(gòu)法的特點(diǎn)像橋梁結(jié)構(gòu)的墩柱這些延性構(gòu)件,它們?cè)趶?qiáng)震的作用下是期望其進(jìn)入非彈性變形的范圍內(nèi),以此來耗散地震所帶來的能量。我們知道,其墩柱的非線性是可以借助替代結(jié)構(gòu)法來進(jìn)行考慮的。其替代結(jié)構(gòu)法需要的兩個(gè)參數(shù),一個(gè)參數(shù)是等效剛度,另一個(gè)參數(shù)是等效阻尼。對(duì)于理想彈塑性的滯回模型來說,等效剛度是會(huì)隨著位移延性的增大而減小的,各國的學(xué)者已經(jīng)研究了多種等效阻尼和位移延性系數(shù)之間的某些關(guān)系。本文所采用就是在1994年所提出的等效阻尼比公式。2限位裝置的設(shè)計(jì)為了把在地震作用之下的伸縮縫處所相鄰的梁體間相對(duì)位移限制在其設(shè)計(jì)目標(biāo)的位移之內(nèi),就必須設(shè)置數(shù)量足夠的限位裝置。本文根據(jù)上面所列出的計(jì)算理論以及公式,提出了限位裝置設(shè)計(jì)的過程以及限位裝置設(shè)計(jì)步驟,如下:(1)確定在其伸縮縫處內(nèi)允許的最大相對(duì)位移。詳細(xì)的說,就是在進(jìn)行限位裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候,設(shè)計(jì)人員要根據(jù)其支座的搭接長度和伸縮縫的間隙來確定其伸縮縫處的最大允許的位移。(2)計(jì)算沒有安裝限位裝置時(shí),其伸縮縫處相對(duì)位移。(3)計(jì)算初始限位裝置的剛度。(4)計(jì)算伸縮縫處梁體的相對(duì)位移。(5)最后再求出新的限位裝置的剛度。3選擇的地震波相關(guān)表如表2和圖24所處的設(shè)計(jì)目標(biāo)位移延性和地震波的特征周期本節(jié)所采用的是參數(shù)分析,然后對(duì)所提出的限位裝置其設(shè)計(jì)方法來進(jìn)行評(píng)估工作。這必定會(huì)影響伸縮縫處的相鄰梁體間的相對(duì)位移,其主要因素就是相鄰聯(lián)的周期比,另一個(gè)影響因素就是其設(shè)計(jì)目標(biāo)位移延性和地震波的特征周期。在使用本文提出的這種限位裝置設(shè)計(jì)方法的時(shí)候,必須要取伸縮縫的目標(biāo)位移作為未其安裝限位裝置,然后通過非線性時(shí)的計(jì)算方法來得到伸縮縫處最大相對(duì)位移。想要評(píng)估其設(shè)計(jì)方法是否有效,就必須通過非線性時(shí)程方法來確定其設(shè)置限位裝置后的伸縮縫處的最大位移。因此,要進(jìn)行限位裝置設(shè)計(jì)方法的評(píng)估,就需要改變其相鄰聯(lián)的周期比,改變其相鄰聯(lián)的設(shè)計(jì)目標(biāo)位移延性,最后一點(diǎn)就是選用不同頻譜特性的地震波。只要有了以上的因素,就能夠?qū)μ岢龅南尬谎b置設(shè)計(jì)方法進(jìn)行評(píng)估工作。5橋梁限位裝置的設(shè)計(jì)背景本文對(duì)橋梁中抗震限位裝置設(shè)計(jì)方法研究進(jìn)行了探討,通過調(diào)查影響其伸縮縫處的相鄰梁體縱向相對(duì)位移的因素的基礎(chǔ)上面,然后提出了一種在橋梁中抗震限位裝置設(shè)計(jì)方法,然后用非線性的時(shí)程來分析了結(jié)果,最后還對(duì)起設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了可靠性得評(píng)估?？傊?具有一定的完整性和科學(xué)性。經(jīng)有關(guān)研究表明,本文所提出的在橋梁中抗震限位裝置設(shè)計(jì)方法一方面考慮了相鄰框架的不同向振動(dòng)的影響,另一方面還考慮到了碰撞對(duì)其相對(duì)位移的影響。這與非線性時(shí)程所得到的限位裝置的剛度在其整個(gè)周期比的范圍內(nèi)的相關(guān)性是非常好的。還得出了以下有關(guān)結(jié)論:(1)其橋梁的限位裝置與連梁裝置的設(shè)計(jì)在在地震時(shí)是不同的,它們開始起作用的時(shí)間也是不一樣的。(2)其限位裝置是不能損害支座所產(chǎn)生的功能的,其功能主要有溫度、活荷載產(chǎn)生的移動(dòng)、活荷載產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)等,這是不能影響支座的維修以及管理的;限位器和連梁裝置在地震時(shí)起作用的時(shí)間也不一樣,變位量也不同,其限位器是不能妨礙連梁裝置的功能的。(