汶川地震震后公路橋梁抗震關(guān)鍵專(zhuān)業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用20100910修改.doc

汶川地震震后橋梁抗震關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院 莊衛(wèi)林 劉振宇摘要：在汶川地震公路橋梁震害統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)中小跨徑梁式橋的抗震技術(shù)進(jìn)行研究，提出了實(shí)用化和體系化減隔震技術(shù)、防落梁構(gòu)造措施等抗震關(guān)鍵技術(shù)，并將研究成果應(yīng)用在映秀至汶川高速公路的橋梁中。關(guān)鍵詞：汶川地震 橋梁震害 減、隔震 防落梁1 汶川地震公路橋梁震害汶川地震具有以下特點(diǎn)：震區(qū)地處山區(qū)，地形復(fù)雜，地貌多變：地震區(qū)域位于龍門(mén)山區(qū)，為典型高山峽谷地形，河谷深切，相對(duì)高差大；地震震級(jí)大：汶川地震整個(gè)地震過(guò)程中釋放的標(biāo)量地震矩為9.41020 Nm，相當(dāng)于矩震級(jí)為MW7.9，面波震級(jí)則達(dá)8.0級(jí)。持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)：汶川大地震的破裂過(guò)程長(zhǎng)達(dá)90s。汶川地震發(fā)生后，交通運(yùn)輸部及時(shí)啟動(dòng)公路抗震有關(guān)的科研工作，項(xiàng)目組對(duì)災(zāi)區(qū)橋梁開(kāi)展了廣泛的震害調(diào)查，本文以位于度及以上區(qū)域的極重災(zāi)區(qū)國(guó)省干線公路上1105座橋梁為對(duì)象，開(kāi)展震害統(tǒng)計(jì)和分析。1.1 極重災(zāi)區(qū)各類(lèi)公路橋梁橋型統(tǒng)計(jì)在被調(diào)查的極重災(zāi)區(qū)1105座公路橋梁中，梁式體系橋梁共有729座，所占比例最大，達(dá)到65.9%，其中連續(xù)剛構(gòu)橋只有2座，其余均為簡(jiǎn)支體系橋梁和連續(xù)梁；其次為拱式體系橋梁373座，所占比例為33.8%，大部分修建于二十世紀(jì)；此外還有剛架橋、懸索橋與斜拉橋各1座。各類(lèi)橋型橋梁所占比例見(jiàn)圖2。圖1 各類(lèi)橋型橋梁所占比例近年來(lái)的中小跨徑公路橋梁中，采用最多的橋型是簡(jiǎn)支體系橋梁和連續(xù)梁，下面重點(diǎn)介紹汶川地震中簡(jiǎn)支梁與連續(xù)梁橋的震害、抗震關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用情況。1.2 極重災(zāi)區(qū)公路橋梁震害統(tǒng)計(jì)圖2極震區(qū)橋梁破壞情況與斷層走向、烈度分布的關(guān)系汶川地震中公路橋梁震害也極為嚴(yán)重（圖1）。震后公路橋梁檢測(cè)表明：位于度及以上區(qū)域內(nèi)被調(diào)查的1105座國(guó)省干線公路橋梁中，有49.4%的橋梁表現(xiàn)出明顯震害，其中17.9%的橋梁出現(xiàn)了影響其承載能力的損傷。特別是在以映秀與北川兩個(gè)度區(qū)附近的284座公路橋梁中，出現(xiàn)震害的橋梁比例高達(dá)85.9%，而出現(xiàn)影響其承載能力損傷的橋梁比例也達(dá)到55.3%。1.3 中小跨徑梁式橋震害主要類(lèi)型及震害統(tǒng)計(jì)汶川地震中梁式橋的主要震害有：梁體發(fā)生縱橫向移位，對(duì)于斜交橋，梁體還發(fā)生了剛體平面轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主梁位移量超過(guò)搭接長(zhǎng)度時(shí)，則出現(xiàn)落梁（圖3、圖4）；嚴(yán)重的墩梁相對(duì)位移導(dǎo)致了支座、伸縮縫和擋塊破壞（圖5、圖6）；部分橋墩墩頂、墩底以及結(jié)點(diǎn)等潛在塑性鉸區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)開(kāi)裂、壓潰、剪切破壞等震害（圖7），這一點(diǎn)在連續(xù)梁橋的固定墩中表現(xiàn)最為明顯；部分連續(xù)梁橋與連續(xù)剛構(gòu)橋梁體開(kāi)裂。圖3 都江堰至映秀高速公路岷江廟子坪大橋出現(xiàn)落梁圖4 G213線獨(dú)秀峰大橋發(fā)生主梁剛體轉(zhuǎn)動(dòng)圖5 梁體移位、擋塊破壞（湔江河大橋）圖6 G213線白水溪大橋支座卷曲圖7 G213線百花大橋墩底壓潰表1 簡(jiǎn)支體系橋梁、連續(xù)梁震害情況簡(jiǎn)表橋梁規(guī)模破壞程度簡(jiǎn)支梁橋連續(xù)梁橋大橋中橋小橋小計(jì)大橋中橋小橋小計(jì)無(wú)破壞或破壞不明顯381092073541405輕微破壞7384662231405中等破壞413710883609嚴(yán)重破壞1083213104完全損毀或失效942153003小 計(jì)1712422887011115026被調(diào)查的1105座橋梁中，共有簡(jiǎn)支橋共701座，連續(xù)梁橋26座，其破壞情況見(jiàn)表1。簡(jiǎn)支體系橋梁中，嚴(yán)重破壞或完全損毀的橋梁共36座（其中17座因次生地質(zhì)災(zāi)害引起），所占比例為5.14%。連續(xù)梁中，嚴(yán)重破壞或完全損毀的橋梁共7座。1.4 梁式橋構(gòu)件受損統(tǒng)計(jì)汶川地震影響范圍廣，震區(qū)內(nèi)道路類(lèi)型眾多，修建年代跨度大，為使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)更具可比性，故選擇以震源地映秀鎮(zhèn)附近的3條公路（都江堰至映秀高速公路、國(guó)道213線都江堰至映秀段、映秀至汶川二級(jí)路）上的127座橋梁構(gòu)件破壞情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。1）主梁移位情況統(tǒng)計(jì)在這127座橋梁中共有582跨（不含廟子坪大橋主橋）。除受次生地質(zhì)災(zāi)害影響而破壞的28跨外，其余554跨梁體中，有6跨發(fā)生落梁，57跨喪失可靠支承，403跨發(fā)生了一定的移位，其余88跨未發(fā)生明顯的主梁移位。2）橋墩破壞情況統(tǒng)計(jì)在這127座橋梁中，共有橋墩485個(gè)，墩型以排架墩為主。其中徹底關(guān)大橋10#墩受巨石崩塌沖擊損壞，不計(jì)入統(tǒng)計(jì)。被統(tǒng)計(jì)的484個(gè)橋墩中，發(fā)生斷裂、傾覆的橋墩共計(jì)19個(gè)；發(fā)生壓潰、嚴(yán)重開(kāi)裂、剪切破壞等嚴(yán)重影響橋墩承載能力震害的橋墩共計(jì)11個(gè)；開(kāi)裂的橋墩共計(jì)27個(gè)；其余427個(gè)橋墩墩身未出現(xiàn)明顯的震害。3）擋塊、支座破壞情況統(tǒng)計(jì)因梁體的主要震害表現(xiàn)為剛體位移，只要上部梁體產(chǎn)生了移位，必定會(huì)造成支座損壞。為方便統(tǒng)計(jì)，將同一支撐線上的支座定義為1組，其中只要有1個(gè)支座損壞即為該組支座破壞。在這127座橋梁中，共使用支座1092組，其中532組支座發(fā)生了滑移、脫空、剪切等破壞，破壞支座占總數(shù)的48.7%。除極少量橋梁采用擺軸支座和盆式橡膠支座外，絕大多數(shù)均采用板式橡膠支座。與支座情況類(lèi)似，對(duì)于同一截面上的擋塊計(jì)為一組，在當(dāng)其中一個(gè)擋塊發(fā)生破壞，即計(jì)為該組擋塊破壞。在這127座橋梁中，共使用擋塊615組，其中339組擋塊發(fā)生了破壞，破壞比例占總數(shù)的55.1%。表2 梁式橋震害情況簡(jiǎn)表震害情況統(tǒng)計(jì)部位出現(xiàn)震害(%)未出現(xiàn)震害(%)完全失效嚴(yán)重震害一般震害主梁移位情況1.110.372.715.9橋墩破壞情況3.92.35.688.2支座破壞情況48.751.3擋塊破壞情況55.144.91.5 公路彎橋、斜交橋震害汶川地震位于山區(qū)，公路橋梁中彎橋、斜交橋的比例大，在統(tǒng)計(jì)的G213線映秀至汶川段的55座橋梁中，直線斜交橋數(shù)量22座，比例為41.8%；斜交曲線橋及曲線橋各10座，各占18.18%（該路段橋型破壞統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)3）。彎、斜的震害體現(xiàn)了山區(qū)橋梁的獨(dú)特破壞特點(diǎn)，具體震害如下：表3 G213線映秀至汶川橋型破壞情況統(tǒng)計(jì)表破壞等級(jí)曲線橋斜交曲線橋直線橋斜交直線橋(座)(%)(座)(%)(座)(%)(座)(%)A無(wú)破壞或輕微破壞550110753.8522.7B中等破壞220550430.81254.6C嚴(yán)重破壞22011000.0 313.6D完全損毀110330215.429.11）彎橋震害在統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)的彎橋主要有彎簡(jiǎn)支體系橋梁和彎連續(xù)梁橋兩類(lèi)。與直線橋相比，兩類(lèi)彎橋出了出現(xiàn)與直線橋相同的震害外，其自身震害具有以下特點(diǎn)：梁體橫向移位比直線橋大；橋梁支座破壞更嚴(yán)重；橋墩破壞比直線橋嚴(yán)重。在地震中出現(xiàn)了同一座橋中曲線段聯(lián)跨出現(xiàn)倒塌，而直線段聯(lián)跨雖然破壞嚴(yán)重，但未倒塌的現(xiàn)象（如百花大橋）。圖8百花大橋位于曲線段第五聯(lián)橋跨塌2）斜交橋震害斜交橋梁體除縱橫向移位外，普遍伴隨梁體平面轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為銳角向外，即為增大斜交角的趨勢(shì)。如映秀至汶川公路的興文坪大橋（圖10），斜交30度。梁體的主要震害為縱橫向移位及平面轉(zhuǎn)動(dòng)。第1跨主梁梁端相對(duì)于橋臺(tái)向右橫向移位30cm，第3跨主梁向右相對(duì)移位35cm，第5跨主梁左相對(duì)移位33cm，全橋存在明顯的剛體平面轉(zhuǎn)動(dòng)，且亦按斜交角增大的趨勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng)（圖11）。 圖10 直線斜交的興文坪大橋出現(xiàn)梁體平面轉(zhuǎn)動(dòng)圖11興文坪大橋震害簡(jiǎn)圖2 橋梁抗震關(guān)鍵技術(shù)研究根據(jù)汶川地震中的中小跨徑橋梁破壞情況，本文主要闡述中小跨徑梁式橋抗震關(guān)鍵技術(shù)的部分研究成果，拱橋的抗震關(guān)鍵技術(shù)還在研究中。2.1 中小跨徑梁式橋抗震性能的研究針對(duì)中小跨徑簡(jiǎn)支體系橋梁、連續(xù)梁橋在抗震中的不同表現(xiàn)，開(kāi)展梁式橋抗震概念設(shè)計(jì)中的橋梁型式選擇、聯(lián)孔布置、支座布置等三個(gè)方面的研究。2.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)型式的選擇選擇都汶高速某橋梁（圖12），該橋位于8度地震區(qū)內(nèi)，選擇了簡(jiǎn)支梁（模型1）、連續(xù)梁（模型2）兩種橋型作比較，其中簡(jiǎn)支梁采用橋面連續(xù)、板式橡膠支座，連續(xù)梁在2#、6#墩頂布置鉸接支座，其余橋墩布置活動(dòng)支座。兩個(gè)模型均在0#、8#臺(tái)及4#墩頂設(shè)置伸縮縫，。橋墩均采用雙柱圓形墩，簡(jiǎn)支梁設(shè)蓋梁，連續(xù)梁則未設(shè)置蓋梁。圖12模型1橋型布置地震動(dòng)輸入采用都汶高速公路地震安評(píng)報(bào)告中50年超越概率10的地震動(dòng)時(shí)程，峰值加速度為0.216g。各墩墩底截面縱向響應(yīng)如圖13、14所示。圖13 彎矩響應(yīng)圖14剪力響應(yīng)從圖13、圖14可看出，簡(jiǎn)支梁橋各墩彎矩分配較連續(xù)梁均勻，在剪力分配方面，簡(jiǎn)支梁均呈現(xiàn)出矮墩剪力較其它墩大；連續(xù)梁則表現(xiàn)為布置鉸接支座的橋墩水平力明顯較其它橋墩要大。綜合來(lái)看，簡(jiǎn)支梁各墩墩底的彎矩和剪力分配較連續(xù)梁要均勻得多，是一種適用于高烈度地區(qū)橋型；對(duì)于連續(xù)梁在高烈度地區(qū)使用時(shí)應(yīng)采取其它輔助措施改善橋墩水平力的均勻分配。2.1.2 簡(jiǎn)支梁橋橋面連續(xù)的作用及聯(lián)孔長(zhǎng)度汶川地震中橋面連續(xù)的簡(jiǎn)支梁表現(xiàn)出較好的抗震性能，且一聯(lián)以?xún)?nèi)的主梁表現(xiàn)出良好的整體性。在上述模型1的基礎(chǔ)上對(duì)橋面連續(xù)的作用進(jìn)行了研究。為進(jìn)行對(duì)比分析，共構(gòu)思了4種情況，模型1為430m430m布置，每一聯(lián)中各跨間為橋面連續(xù)，模型1-1為各跨互不相連，模型1-2為8孔相聯(lián)，即除橋臺(tái)處設(shè)置伸縮縫外，其余各跨間均為橋面連續(xù)，模型1-3為330m530m布置，即在3#墩頂設(shè)置伸縮縫，其余跨間為橋面連續(xù)。圖15、圖16中給出了縱向激勵(lì)作用下4種情況的橋墩墩底的彎矩和剪力。圖15各橋墩彎矩圖16各橋墩剪力從圖16可看出，不設(shè)橋面連續(xù)時(shí)（模型1-1）各墩的剪力分配較為均勻，其余3種情況的剪力分配規(guī)律較為接近，均表現(xiàn)為矮墩分配的剪力較多，高墩分配的剪力較少。進(jìn)一步比較其余模型1、1-2、1-3情況可看出，全橋聯(lián)孔的情況（模型1-2）矮墩的剪力最大，模型1的情況次之，模型1-3的剪力最小。綜合來(lái)看以模型1-3最優(yōu)，其原因在于模型1-3在1聯(lián)之內(nèi)各墩的組合抗推剛度最為接近。上圖表明，橋面連續(xù)的存在對(duì)各墩剪力、彎矩分配均有較大影響，通過(guò)聯(lián)孔的適當(dāng)選擇可以在一定程度上調(diào)整各墩的內(nèi)力分配。聯(lián)孔布置的原則應(yīng)是使一聯(lián)之內(nèi)各墩的抗推剛度盡量接近。2.1.3 支座布置在山區(qū)公路中，由于地形限制，墩高有時(shí)相差懸殊，僅通過(guò)聯(lián)孔長(zhǎng)度的調(diào)整不一定能滿(mǎn)足一聯(lián)之內(nèi)各墩的抗推剛度相近的條件，注意到對(duì)于采用板式橡膠支座的簡(jiǎn)支梁橋，影響各墩內(nèi)力分配的是各墩的組合抗推剛度，這不僅與橋墩自身的剛度有關(guān)，還與支座的剪切剛度有較大關(guān)系，可以通過(guò)調(diào)整支座剪切剛度來(lái)調(diào)整各墩的組合抗推剛度。為便于比較，建立了3個(gè)計(jì)算模型，均以模型1為基礎(chǔ)，只變化支座的剪切剛度?？紤]到支座的平面尺寸主要取決于支座反力，一般情況下應(yīng)優(yōu)先滿(mǎn)足常遇荷載的要求，因此，調(diào)整支座剛度的途徑主要是調(diào)節(jié)各支座的高度。模型a為所有支座橡膠層總厚度均為42mm，模型b在模型a的基礎(chǔ)上將1#墩支座橡膠層總厚度改為60mm，7#墩支座則改為71mm，模型c在模型a的基礎(chǔ)上將7#墩支座則橡膠層總厚度改為71mm。在縱向激勵(lì)下各墩墩底的彎矩和剪力分配如圖17、圖18所示。圖17支座布置對(duì)橋墩彎矩的影響圖18 支座布置對(duì)剪力的影響計(jì)算結(jié)果可以看出，三個(gè)模型的各墩剪力分配趨勢(shì)一致；從3個(gè)模型的彎矩分配來(lái)看，模型b、c調(diào)整矮墩組合抗推剛度后，各墩的內(nèi)力分配更趨均衡，特別是7#墩的彎矩有了較大幅度的下降。這表明通過(guò)調(diào)整支座高度的方式來(lái)優(yōu)化橋墩內(nèi)力是可行的。2.2 彎橋、斜交橋的抗震研究針對(duì)汶川地震中彎橋、斜交橋的比重大，且破壞比直線橋嚴(yán)重的特點(diǎn)，開(kāi)展彎橋、斜交橋的抗震研究。2.2.1 彎連續(xù)粱橋抗震性能研究對(duì)常見(jiàn)的匝道橋，采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑25米，共5跨的一聯(lián)橋進(jìn)行計(jì)算，彎曲半徑分別采用、800、400m、300m、200m、150m、100m、50m、35m。橋墩墩高20米，進(jìn)行對(duì)比計(jì)算。通過(guò)對(duì)連續(xù)粱彎曲半徑變化的對(duì)比分析計(jì)算，得到如下結(jié)論：1）彎曲半徑800、400m時(shí)，橋墩響應(yīng)（彎矩和內(nèi)力）與直線橋相差小于7，可以按直線處理：地震動(dòng)方向，可以按橋軸線縱、橫橋向單獨(dú)輸入。2）彎曲半徑小于300米后，橋墩響應(yīng)加大，在半徑為50m，彎矩響應(yīng)增大36% 。同時(shí)響應(yīng)與地震動(dòng)的輸入方向有密切的關(guān)系，水平地震動(dòng)方向，應(yīng)考慮多角度的輸入，得到不同橋墩的地震響應(yīng)。3）隨著半徑的減小，主梁的彎扭耦合效應(yīng)逐漸加大，加大了橋墩的地震響應(yīng)。4）隨著半徑的減小，主梁與橋墩間的相對(duì)位移加大，容易造成連續(xù)橋梁支座的破壞。2.2.2 斜交簡(jiǎn)支體系橋梁抗震性能研究假定30米跨的簡(jiǎn)支體系橋梁分別采用正交和斜交45度兩種情況，進(jìn)行定性對(duì)比抗震分析。對(duì)比分析表明：在縱向激勵(lì)作用下，斜梁橋的梁體支反力響應(yīng)與正交橋差別不大。在橫向激勵(lì)作用下，斜交橋鈍角位置和銳角位置的支反力不同（圖19、圖20） 圖19斜交橋橫向地震輸入時(shí)支座反力圖20正交橋橫向地震輸入時(shí)支座反力斜橋的支反力分布是不均勻的，鈍角處的反力最大，銳角處的反力最小，對(duì)于采用板式橡膠支座的橋梁，在水平向地震作用下，由于鈍角處的支座摩擦力大，支座的約束較大，而銳角支座的約束較小，這樣支座抗力的中心與慣性力中心不重合，構(gòu)成了繞豎向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，導(dǎo)致主梁發(fā)生繞豎向的轉(zhuǎn)動(dòng)（剛體轉(zhuǎn)動(dòng)）。若約束主梁位移，則將導(dǎo)致橋墩受扭。 圖21 斜交橋的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖2.3 簡(jiǎn)支體系橋梁減隔震技術(shù)體系化與實(shí)用化研究橋梁震害統(tǒng)計(jì)表明：主梁發(fā)生移位現(xiàn)象比較普遍，且出現(xiàn)落梁現(xiàn)象。同時(shí)通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，災(zāi)區(qū)公路橋梁絕大部分采用了板式橡膠支座。這種現(xiàn)象說(shuō)明了隔震裝置（板式橡膠支座）的有效性。根據(jù)這一現(xiàn)象，系統(tǒng)地研究中小跨徑橋梁隔震技術(shù)的體系化與實(shí)用化研究。2.3.1 簡(jiǎn)支體系橋梁減隔震技術(shù)的體系化研究對(duì)于減隔震技術(shù)，特別是減隔震支座的使用，我國(guó)大多使用在民用建筑物中，而在橋梁中大多運(yùn)用于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)或鋼橋，對(duì)于目前最為常見(jiàn)的中小跨徑預(yù)制簡(jiǎn)支梁橋涉及較少。減隔震技術(shù)對(duì)于橋梁比例較高的山區(qū)高速公路，很難做到對(duì)各座橋都進(jìn)行支座參數(shù)分析。故通過(guò)數(shù)值分析的方式，選取數(shù)座具有代表性的橋梁，以實(shí)際震害情況驗(yàn)證地震動(dòng)輸入?yún)?shù)，分別對(duì)我國(guó)目前常見(jiàn)的小噸位預(yù)制簡(jiǎn)支體系橋梁在不同地質(zhì)條件、不同抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)下的減隔震支座最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行研究，并根據(jù)最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)選定適合不同類(lèi)型橋梁在不同的抗震設(shè)防等級(jí)下最為適宜的減隔震支座型號(hào)，從而形成一套完善的、滿(mǎn)足工程精度要求的減隔震技術(shù)體系（選取汶川映秀地區(qū)的地震動(dòng)參數(shù)）。不同跨徑下隔震支座性能參數(shù)分析；針對(duì)常見(jiàn)的主梁形式有空心板、預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁與預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，以及常見(jiàn)的20米、25米、30米、40米等四種跨徑，采用相同的橋墩抗推剛度，進(jìn)行隔震支座的參數(shù)分析，確定在相同橋墩抗推剛度情況下，不同跨度，不同梁體的支座參數(shù)。不同高度橋墩支座性能參數(shù)分析；對(duì)于簡(jiǎn)支體系橋梁墩高越高，其水平線剛度越小，采用相同跨徑及相同梁體的孔跨，變化不同的橋墩水平線剛度（采用變化橋墩高度來(lái)實(shí)現(xiàn)），得到不同橋墩線剛度下的支座參數(shù)。針對(duì)不同設(shè)防等級(jí)的支座參數(shù)分析；與不同跨徑、不同橋墩高度的支座進(jìn)行參數(shù)研究類(lèi)似，對(duì)于不同抗震設(shè)防烈度橋梁的減隔震支座參數(shù)研究，同樣也是采用數(shù)值分析的方法，分析12個(gè)典型橋位在不同的抗震設(shè)防等級(jí)下的減隔震支座性能參數(shù)的選取。最終隔震支座設(shè)計(jì)參數(shù)的確定；綜合分析上述三種情況下，減隔震支座各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)常見(jiàn)類(lèi)型橋梁在不同跨徑、不同墩柱形式、不同墩高與不同設(shè)防等級(jí)下的橋梁抗震性能的影響量、顯著性與影響趨勢(shì)，得到針對(duì)常見(jiàn)橋梁在不同的抗震設(shè)防等級(jí)下最優(yōu)的減隔震支座設(shè)計(jì)參數(shù)，并通過(guò)大量的數(shù)值模擬的方式，選取數(shù)十個(gè)計(jì)算樣本，得到中小跨徑橋梁隔震支座的設(shè)計(jì)參數(shù)。在進(jìn)行支座參數(shù)優(yōu)化選擇的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際減隔震支座的尺寸、厚度、剛度、阻尼特性等參數(shù)，確定了支座選取表，從而避免了對(duì)大量單一橋梁進(jìn)行逐個(gè)計(jì)算的技術(shù)難題。2.3.2 減隔震支座的實(shí)用化研究從目前國(guó)內(nèi)外減隔震支座的運(yùn)用看，減隔震支座多使用在現(xiàn)澆連續(xù)結(jié)構(gòu)中，而對(duì)于中小跨度預(yù)制簡(jiǎn)支位橋橋梁中的運(yùn)用還較少。1）支座與梁體的配合簡(jiǎn)支體系橋梁的支承寬度較窄，而相對(duì)于普通板式橡膠支座，減隔震支座的抗剪剛度較小，為避免在正常使用情況下減隔震支座出現(xiàn)過(guò)大的變形，則需對(duì)使用減隔震支座的橋梁的梁體限位裝置進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。2）支座與梁體的裝配協(xié)調(diào)對(duì)于預(yù)制簡(jiǎn)支體系橋梁，由于梁體的制作是在制梁場(chǎng)，對(duì)于普通板式橡膠支座的橋梁而言，僅需要將梁體放置在支座上即可，而隔震支座的安裝則需將上、下鋼板分別預(yù)埋至蓋梁和主梁中。鑒于此，我院進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究，提出適宜于施工的兩個(gè)解決方案，一是在主梁底預(yù)埋錨桿，通過(guò)錨栓將主梁與支座連接成為一個(gè)整體；二是通過(guò)在主梁下預(yù)埋鋼板，再通過(guò)焊接的方式將主梁與支座的上鋼板焊接在一起，以形成整體。圖22 通過(guò)錨栓連接主梁與支座的案例2.4 簡(jiǎn)支體系橋梁防落梁措施研究汶川地震中，主梁嚴(yán)重移位，甚至發(fā)生落梁等震害，各國(guó)規(guī)范分別從蓋梁支承長(zhǎng)度、擋塊設(shè)置及限位、連梁裝置等構(gòu)造措施方面進(jìn)行規(guī)定以防止落梁震害的發(fā)生。2.4.1 縱向防落梁構(gòu)造措施防止主梁縱向落梁風(fēng)險(xiǎn)，須將支座、梁體支承長(zhǎng)度、主梁限位裝置作為一個(gè)整體進(jìn)行研究。支座的剪切剛度大，梁體支承長(zhǎng)度較長(zhǎng)對(duì)減少落梁風(fēng)險(xiǎn)是有利的。通過(guò)研究采用以下兩種措施：采用T型蓋梁，增加蓋梁頂面寬度，達(dá)到增加支承長(zhǎng)度的效果，同時(shí)對(duì)工程量影響較??；研發(fā)專(zhuān)門(mén)的縱向防落梁裝置，作為縱橋向防落梁的最后防線。研發(fā)了兩種縱向防落梁裝置，具有緩沖減震功能的緩沖防落梁裝置（圖23）；拉索式防落梁裝置（圖24圖）。圖23緩沖鏈?zhǔn)铰淞悍乐寡b置的鏈條結(jié)構(gòu)圖24拉索式落梁裝置緩沖防落鏈裝置將梁體與墩臺(tái)相連，在墩臺(tái)與梁體的相對(duì)位移達(dá)到一定程度時(shí)，緩沖橡膠將通過(guò)變形增加橋梁局部構(gòu)件的阻尼比，從而達(dá)到減振的作用。而當(dāng)相對(duì)位移繼續(xù)增加，超