四川省城市軌道交通橋梁減隔震支座應用技術標準

備案號J15159-2020應用技術標準2020-03-16發(fā)布2020-06-01實施四川省城市軌道交通橋梁減隔震支座應用技術標準西南交通大學出版社3《四川省城市軌道交通橋梁減隔震支座應用-2020,自2020年6月1日起在全省實施。2020年3月16日5主要起草人：陳列游勵暉廖尚茂陳志輝邱品茗金怡新6范紹國夏俊勇主要審查人：楊永清劉海亮鄭史雄鄒貽軍7 2術語及符號 22.1術語 22.2符號 33減隔震設計 53.1一般規(guī)定 53.2計算方法和要求 63.3常用減隔震支座 8 3.5速度鎖定支座 3.6彈塑性鋼阻尼支座 3.7鉛芯橡膠支座 3.8摩擦擺式支座 4支座的材料及工藝 4.1一般規(guī)定 4.2速度鎖定支座 4.3彈塑性鋼阻尼支座 4.4鉛芯橡膠支座 4.5摩擦擺式支座 85支座的檢驗、測試 205.1一般規(guī)定 205.2速度鎖定支座 205.3彈塑性鋼阻尼支座 215.4鉛芯橡膠支座 215.5摩擦擺式支座 226支座的標志、包裝、儲存運輸、安裝和維護 23附錄A鉛芯橡膠支座的測試方法 25附錄B摩擦擺式支座測試方法 9 2 2 3 5 53.2Calculationmethodandre 6 83.4Checkingcalculationofseismicpe 3.5Lock-updevicebear 3.6Elastic-plastics 3.7Leadrubberb 3.8Frictionpendulumbearin 4Materialandtechnologyofbearings 4.1Generalrequirement 4.2Lock-updevicebe 4.3Elastic-plasticsteeldamperbearing 4.4Leadrubberbearing 4.5Frictionpendulumbearing 5Inspectionandtestingofbearings 20 20 21 215.5Frictionpendulumbearin 22installationandmaintenanceofbea 23AppendixA:Testmethodofle 25AppendixB:Testmethodoffrictionpendulumb Listofquotedstand 33Explanationofwordinginthisstandard 35Addition:Explanationofprovisions 11.0.2本標準適用于設防烈度為7度及以上、9度及以下地區(qū)的城市軌道交通橋梁減隔震支座的設計和應用。設防烈度大于9度1.0.3本標準中所采用的地震動水準和地震動參數(shù)符合現(xiàn)行國1.0.4城市軌道交通橋梁采用減隔震支座時，應對支座的地震1.0.5本標準適用于地鐵、輕軌、有軌電車、磁懸浮軌道系統(tǒng)1.0.6城市軌道交通橋梁減隔震支座設計及應用除應符合本標22.1.1速度鎖定器lock-u2.1.5鉛芯橡膠支座leadrubberbearing2.1.6摩擦擺式支座frictionpe3a——速度鎖定器阻尼(速度)指數(shù)；安全位移；R-453減隔震設計3.1一般規(guī)定3.1.1下列情況下的橋梁，不宜采用減隔震設計：1地震作用下地基土層不穩(wěn)定，易發(fā)生液化的場地；2下部結(jié)構(gòu)剛度小，橋梁的基本周期比較長；3位于軟弱場地，地震時延長周期可能引起共振；4加速度反應譜或位移反應譜在中長周期附近出現(xiàn)較大峰值，可能導致采用減隔震支座的橋梁產(chǎn)生很大地震響應。3.1.2城市軌道交通橋梁減隔震支座應具有足夠的剛度和屈服強度，滿足軌道交通橋梁正常使用的剛度要求。3.1.3采用減隔震支座的城市軌道交通橋梁相鄰上部結(jié)構(gòu)之間應設置足夠的間隙。預留間隙寬度U宜滿足式(3.1.3-1)及式(3.1.3-2)的規(guī)定。梁與橋臺之間梁與梁之間式中U梁端預留空隙寬度(m); 考慮相鄰孔(聯(lián))間振動特性差異影響的修正系數(shù)，6C113.1.4采用減隔震支座的橋梁應采取有效的防落梁措施。防落3.2.1采用減隔震支座的城市軌道交通橋梁的分析方法和地震作用應符合現(xiàn)行國家標準《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設計規(guī)3.2.2對采用減隔震支座的橋梁進行地震作用效應計算時，分1同時滿足以下條件的減隔震橋梁的地震作用效應可采用近的活動斷層大于15km;場地類型為I、Ⅱ、Ⅲ類，且場地條件穩(wěn)定；減隔震裝置等效阻尼比不超過30%;采用減隔震支座的7橋梁基本周期T為未采用減隔震支座的橋梁基本周期To的2.5倍3.2.3當采用反應譜方法時，宜對減隔震支座和橋梁結(jié)構(gòu)進行計算應符合現(xiàn)行國家標準《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設計規(guī)范》3.2.4對采用減隔震支座的橋梁進行地震作用效應計算時，結(jié)入彈塑性工作范圍的橋梁主體構(gòu)件，采用能3進行非線性時程分析時，應按橋梁的實際工況順序依次3.2.5城市軌道交通隔震橋梁的自振周期、等效剛度和等效阻3.2.6進行時程分析時，所采用的設計地震動加速度時程應符8不應小于振型分解反應譜法計算結(jié)果的65%,多組時程計算所的80%。9帶油缸構(gòu)造阻尼裝置的鎖定器傳力能力陡增，起到“鎖定”效果帶彈塑性鋼阻尼元件的由橡膠、薄鋼板、鉛芯長結(jié)構(gòu)自振周期建議力學模型鎖定力符合黏滯阻尼力特點由初始剛度、屈服力和位移、屈服后剛度控制由初始剛度、屈服力和位移、屈服后剛度控制由曲率半徑、摩擦系數(shù)控制3.3.3速度鎖定支座是由速度鎖定器和普通橋梁活動支座組合3.3.4彈塑性鋼阻尼支座是將彈塑性鋼阻尼元件與普通活動支3.3.5鉛芯橡膠支座是利用柔性橡膠的彈性恢復性能及鉛的彈3.3.6摩擦擺式支座是利用球面上擺動原理和摩擦耗能原理達3.3.7速度鎖定支座適用于連續(xù)梁橋，摩擦擺式支座和彈塑性鋼阻尼支座適用于簡支梁橋和連續(xù)梁橋，鉛芯3.4.1城市軌道交通減隔震橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能等級劃分和抗3.4.2減隔震支座的性能等級劃分和性能等級要求應符合現(xiàn)行定，性能等級Ⅱ或Ⅲ的減隔震支座宜按照性能等級2設計，以充震支座的性能進行驗算，性能要求應符合本3.4.3減隔震支座的連接與局部驗算宜按現(xiàn)行國家標準《鐵路3.5速度鎖定支座3.5.1速度鎖定支座的速度鎖定器常采用黏滯流體阻尼器，其力學計算模型可采用麥克斯韋模型，如圖3.5.1所示。a——阻尼(速度)指數(shù)，通常取2;K——彈簧剛度；3.5.2速度鎖定支座的鎖定力可按式(3.5.2)計算：3.5.3速度鎖定支座縱向設計位移量應不小于±50mm3.5.4速度鎖定器應具有適應橫向變形的能力，并應計入熱膨脹和液壓流體收縮的影響。3.5.5速度鎖定支座在發(fā)揮作用時會明顯改變結(jié)構(gòu)自振周期，應采用反映其力學特性的模型計算支座的設計水平力。初步設計時，單個速度鎖定器的承載力可按下列經(jīng)驗公式(3.5.5)計算：式中W—恒載作用下的支座豎向反力(kN);震);F,——支座總摩擦力(N);n——每個速度鎖定支座上的速度鎖定器的數(shù)量。3.5.6對大跨度橋梁、相鄰墩高差大的橋梁及其他特殊形式的橋梁，宜建立全橋模型進行時程分析，確定包括鎖定力在內(nèi)的各種參數(shù)。3.6彈塑性鋼阻尼支座3.6.1彈塑性鋼阻尼支座常采用低屈服強度的鋼材作為阻尼元件，其恢復力模型可采用不考慮剛度退化的雙線性模型，如圖圖3.6.1彈塑性鋼阻尼支座的恢復力模型支座等效剛度和等效阻尼比分別為式中D?——支座的設計位移(m);4,——支座的屈服位移(m);Q支座的特征強度(kN);Ke——支座的等效剛度(kN/m);K支座的屈后剛度(kN/m);Ge支座的等效阻尼比。3.6.2阻尼元件的各參數(shù)取值應根據(jù)豎向荷載、抗震設防要求及彈塑性鋼阻尼裝置的力學特性確定。一般情況下，其設計屈服力可按經(jīng)驗公式式(3.6.2)計算：3.6.3彈塑性鋼阻尼支座上應設置熔斷保護裝置，保證支座在列車牽引(制動)力、風荷載及E1地震作用力等較小水平荷載作用下不發(fā)生位移。除特殊設防外，熔斷裝置中的保險銷在E2地震作用力下應破壞，彈塑性鋼阻尼支座發(fā)揮減震作用。根據(jù)時程分析確定保險銷剪斷力，簡化計算時，保險銷的剪斷力可取E1地震作用下其所承受荷載的1.5～1.8倍。3.7鉛芯橡膠支座3.7.1鉛芯橡膠支座的恢復力模型可采用不考慮剛度退化的雙線性模型，如圖3.7.1所示。初始剛度不應小于二次剛度的8倍。支座等效剛度和等效阻尼比分別為3.7.2鉛芯橡膠支座的豎向設計承載力不宜小于恒載與最不利活荷載支反力之和的2.0倍。每孔(聯(lián))梁所有鉛芯橡膠支座的水平屈服力之和，宜大于相應梁上承受的列車最大制動力的1.5倍。每孔(聯(lián))梁全部鉛芯橡膠支座的屈服前縱向剛度之和，應保證梁體在承受包括列車制動力在內(nèi)的最大水平力時產(chǎn)生的位移不影響橋梁正常運營。3.7.3在E3地震作用下，鉛芯橡膠支座產(chǎn)生的剪切應變應不大于250%,并應滿足穩(wěn)定性要求。3.8摩擦擺式支座3.8.1摩擦擺式支座的恢復力模型可采用不考慮剛度退化的雙線性模型，如圖3.8.1所示。屈后剛度等效剛度等效阻尼比式中R——滑動曲面的曲率半徑(m);3.8.2摩擦擺式支座分為單滑動面、雙滑動面和多滑動面三種類型，設計轉(zhuǎn)角不應小于0.02rad。3.8.3摩擦擺式支座設計參數(shù)包括滑動面等效曲率半徑R及摩擦系數(shù)μ,設計時需注意兩者取值協(xié)調(diào)。其取值可根據(jù)反應譜方法計算結(jié)果確定，并用時程分析方法計算結(jié)果進行修正。3.8.4摩擦擺式支座上應設置熔斷保護裝置，保證支座在列車牽引(制動)力、風荷載及E1地震作用力等較小水平荷載作用下不發(fā)生位移。除特殊設防外，熔斷裝置中的保險銷在E2地震作用力下應破壞，摩擦擺式支座發(fā)揮減震作用。根據(jù)時程分析確定保險銷剪斷力，簡化計算時，保險銷的剪斷力可取E1地震作用下其所承受荷載的1.5～1.8倍。橡膠。膠料性能應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鐵路橋梁盆式支座》4.1.5支座耐磨材料可采用改性超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯等材料，耐磨材料的性能應滿足現(xiàn)行行業(yè)標準《橋梁支座用高分子材料滑標準《橡膠支座第2部分：橋梁隔震橡膠支座》GB20688.2的5.3.1檢驗與測試內(nèi)容包括支座本體部分(6.0.9每次檢查，必要時應對支座錨固螺栓進行清洗、涂油、等級評定參照現(xiàn)行行業(yè)標準《鐵路橋隧建筑物劣化評定標準支附錄A鉛芯橡膠支座的測試方法A.1一般要求A.1.1試件可為足尺鉛芯橡膠支座、縮尺模型鉛芯橡膠支座。試驗前，試件應在試驗環(huán)境中再放置不少于24h,800mm以上大支座應適當延長放置時間。試驗溫度應為常溫(23℃±2℃)。A.1.2試驗裝置應具有檢測試驗項目的能力，力和位移的測量誤差應小于最大值的1%。加載波形可為正弦波或三角波，應注意不同加載波形的影響。最小加載頻率為0.001Hz。A.1.3試驗應在通過了計量認證的專業(yè)機構(gòu)進行，試驗設備應通過校準檢定。A.2測試內(nèi)容A.2.1壓縮性能試驗。1加載壓力應與現(xiàn)行國家標準《橡膠支座第2部分：橋梁隔震橡膠支座》GB20688.2規(guī)定的設計壓應力σ。相對應。壓應力允許偏差應為±5%。壓力和壓應力的關系如式(A.2.1-1)。P=A·σ(A.2.1-1)式中A——有效面積，支座內(nèi)部橡膠的平面面積。2加載方法有以下兩種，試驗時可選擇其中一種方法進行。1)方法1:按0—Pmax—0往復循環(huán)加載3次。Pmax為最大設計壓力。P?—Po—P?—Po—P?(第2次加載)。P?—Po—P?—Po—P?(第3次加載)P?為1.3Po,P?為0.7Po,P?為設計壓力。3壓縮性能試驗裝置見圖A.2.1。圖A.2.1壓縮試驗裝置示意圖測試結(jié)果支座豎向壓縮剛度Ky允許偏差為±30%。豎向壓縮剛度Kv按式(A.2.1-2)計算。式中P?第3次循環(huán)時的較小壓力；P?——第3次循環(huán)時的較大壓力；Y?——第3次循環(huán)時的較小位移；Y?——第3次循環(huán)時的較大位移。A.2.2剪切性能試驗。1應在恒定壓力下施加剪切位移測定支座的剪切性能。試驗過程中，恒定壓力允許偏差為±10%,剪切位移允許偏差為±5%?？紤]慣性力對剪力的修正。采用單剪試驗方法(見圖A.2.2-1)?？紤]摩擦力對剪力的修正，摩擦力應小于剪力的3%;若事先測定試驗機的摩擦系數(shù)大于剪力的3%,剪切性能計算時減去試驗機內(nèi)摩擦系數(shù)。2試驗可采用3次或11次加載循環(huán)，剪切性能應取第3次循環(huán)的測試值，或取第2～11次循環(huán)的測試平均值。3支座水平等效剛度Kh、等效阻尼比5,屈服后剛度Ka和屈服力Qa應按式(A.2.2-1)～式(A.2.2-4)計算(見圖A.2.2-2)。O式中Q?-——最大正剪力；剪應變；Qa1滯回曲線正向與剪力軸的交叉點；Qa2滯回曲線負向與剪力軸的交叉點；△W——滯回曲線的包絡面積。圖A.2.2-2鉛芯橡膠支座(LRB)剪切性能的測定4剪應變可采用100%、170%。水平等效剛度允許偏差為±15%。A.2.3極限剪切性能試驗。(a)無明顯屈曲的情況Xb剪切位移(b)有屈曲的情況圖A.2.3極限剪切性能曲線1)測出試件的初始外形(外輪廓尺寸)和性能(豎向壓2)使試件產(chǎn)生指定的剪切位移(可為0);2剪切位移和豎向壓力的允許偏差為±5%。3加載波形可為正弦波或三角波。加載頻率范圍為2Hz~5Hz。反復加載次數(shù)為200萬次。4水平等效剛度允許變化率為±15%,試件外觀無裂縫。A.3試驗過程與數(shù)據(jù)A.3.2載荷力時程曲線和位移時程曲線數(shù)據(jù)全程連續(xù)記錄。A.3.3實際荷載值滿足上述具體各試驗規(guī)定值。A.4試驗報告A.4.1試驗報告應包括環(huán)境溫度、試驗設備、試樣規(guī)格、試驗B.1一般要求B.1.1試驗試樣一般應采用足尺實體支座。B.1.2支座應在常溫(23℃±2℃)下進行測試。B.1.3試驗應在通過了計量認證的專業(yè)機構(gòu)進行，試驗設備應通過校準檢定。B.2測試內(nèi)容B.2.1快速減隔震性能試驗方法。1試驗宜采用固定支座，如受試驗設備能力限制時，可選用小型支座試驗。2支座減隔震性能試驗應在單剪試驗機上進行，試驗裝置見圖B.2.1。3試驗方法如下：1)試驗時應拆下隔震擋塊，將支座置于試驗機的下承載波加載，加載幅值按試樣設計減隔震位移的25%、50%、75%、本標準用詞說明引用標準名錄2《橡膠支座第2部分：橋梁隔震橡膠支座》GB20688.211《鉛錠》GB/T469四川省城市軌道交通橋梁減隔震支座應用技術標準furbanrailtransitbridgesinSichuanPr 433減隔震設計 3.1一般規(guī)定 443.2計算方法和要求 453.3常用減隔震支座 3.4抗震性能驗算 3.5速度鎖定支座 483.6彈塑性鋼阻尼支座 3.7鉛芯橡膠支座 3.8摩擦擺式支座 4支座的材料及工藝 4.1一般規(guī)定 4.5摩擦擺式支座 5支座的檢驗、測試 545.3彈塑性鋼阻尼支座 3.1.2軌道交通對橋梁的剛度要求比一般橋梁更高，當通過采(如風、制動力等)滿足正常使用功能，不發(fā)生危害行車安全3.1.3采用減隔震支座的橋梁上部結(jié)構(gòu)變形比不采用減隔震支座的橋梁大，為了保證橋梁上部結(jié)構(gòu)在地震作用下不發(fā)生碰撞，達到預期性能，在相鄰上部結(jié)構(gòu)之間應設置通過減隔震裝置的變形以達到延長周期及耗散地震能量的目的夠變形，則橋梁得不到預定的減隔震效果。3.2.7彈性時程分析所得結(jié)構(gòu)底部剪力結(jié)果與振型分解反應明：彈塑性鋼阻尼支座的減隔震效率不宜低于20%;鉛芯橡膠支座的減隔震效率不宜低于20%;摩擦擺式支座的減隔震效率不宜低于30%。速度鎖定支座應用于多跨長聯(lián)連續(xù)梁橋時，地震荷載同影響，固定墩內(nèi)力減小程度不宜低于15%。3.3.3當溫度和/或時間相關效應(如材料的收縮徐變、蠕變等)引起的低速相對運動時，速度鎖定器出力很小(小于設計鎖定力的10%),基本不影響結(jié)構(gòu)的正常變化。3.3.6摩擦擺式支座分類較多，常規(guī)摩擦擺式支座兼具有擺動3.3.7特大、大、中、小橋的分類可參照現(xiàn)行行業(yè)標準《公路3.4.1根據(jù)現(xiàn)行國家標準《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設計規(guī)范》性能要求Ⅱ和性能要求Ⅲ,結(jié)構(gòu)的抗震性