桥梁摩擦摆式减隔震支座安装施工技术

结合山西省晋中市南环东延跨线桥工程支座施工工程,阐述了摩擦摆式减隔震支座的安装流程及操作要点,并探讨质量控制的保证措施,从而有效保证支座的预定使用功能。     

基于摩擦摆式减隔震支座的大跨径连续梁桥抗震性能研究

以某大跨径连续梁桥为工程背景,研究摩擦摆式减隔震支座对其抗震性能的影响。研究发现,摩擦摆式减隔震支座降低了桥梁的整体刚度,造成桥梁的自振频率明显降低;摩擦摆式减隔震支座会造成主梁位移的增大,但会大幅降低连续梁桥在原固定方向的桥墩弯矩,提高了连续梁桥的抗震性能;摩擦摆式减隔震支座成功实现了减隔震的基本要求,可以用于大跨径连续梁桥的抗震设计。     

摩擦摆支座的摩擦系数影响因素分析

摩擦摆式隔震支座(Friction Pendulum Bearing,简称FPB支座)利用其特有的圆弧面延长结构的振动周期,通过不锈钢板和聚四氟烯板之间摩擦耗散能量,因此摩擦系数对FPB支座性能的正常发挥有重要影响,而支座压应力、摩擦滑移速度、环境温度及摩擦面润滑剂的使用等都对聚四氟乙烯板-不锈钢接触面的摩擦系数有明显影响。本文对FPB支座摩擦副进行试验,主要考虑多组摩擦副的摩擦系数在不同压应力、不同滑移速度下,摩擦系数的变化规律,进一步通过理论分析推出支座摩擦系数的变化对摩擦摆支座隔震性能的影响。     

大型摩擦摆减隔震支座在大跨度桁架中的应用

以武汉恒隆广场简支梁结构体系为例,介绍了减少地震荷载和温度应变引起结构变形对钢连廊影响的方法:铰接端设置4个大吨位摩擦摆式减隔震支座.通过对恒隆广场项目摩擦摆减隔震支座的运用的介绍,证明在保证结构安全的前提下,大吨位摩擦摆减隔震支座在建筑行业值得广泛的推广和运用.     

高速铁路隔震桥梁弹塑性地震反应分析

以我国在建的某高速铁路客运专线上采用摩擦摆式支座的32m简支梁桥为对象,根据结构的特点,采用非线性弹簧单元来模拟隔震支座的非线性性能,分析了桥梁采用隔震支座抗震的减震效果.为铁路桥梁的抗震设计提供参考.     

考虑碰撞效应的铁路隔震桥梁非线性地震反应

以某高速铁路客运专线上采用摩擦摆式支座的32 m简支梁桥为研究对象,根据结构的特点,利用非线性时程反应分析方法对不同地震动输入条件下隔震支座的抗震、减震效果进行了分析,为铁路桥梁的抗震设计提供了参考。     

柔性连体结构高位减、隔震支座浅析

本文阐述了柔性连体结构连接支座工作原理,对目前市场上可用于柔性连体结构的几种常见连接支座进行了调研总结,分析了各种支座的工作机理和特点,为柔性连体结构设计时连接支座初选提供依据。通过对比铅芯橡胶支座、摩擦摆式支座、SMA-滚动支座以及组合支座可知,其工作原理简单、竖向承载能力大、耗能能力强、可自复位、寿命较长,是适合于连接体位置较高且连接体自身刚度较弱的柔性连体结构的几种性能优越的连接支座。     

上海某工程的连体结构设计

介绍了上海某工程中连体结构的设计。在本项目中,跨度为61m的连廊在第5~8层将两栋18层高的塔楼连接成一个整体。塔楼与连廊之间均采用了滑动摩擦摆式支座的弱连接方式,这种支座可以通过滑动和摩擦来降低温度效应和耗散地震能量,从而减少连廊与塔楼间的相互影响,同时这种支座还具有高承载力、高耐久性、限位、自动复位等优点。通过对两栋塔楼的弹塑性动力时程分析,得到了支座滑动位移限值为±250mm。连廊结构采用了钢结构纵横桁架体系,楼板采用钢-混凝土组合楼盖,保证了连廊具有较好的整体性。连廊主要受力构件的应力比均控制在0.7以下,与此同时,连廊还设置了调谐质量阻尼器(TMD)来满足舒适度要求。连廊在每一层每一侧均设置了3个支座,共24个支座,不仅可以分担荷载降低牛腿高度,而且还具有更好的抗连续倒塌的能力和较高的冗余度。     

摩擦摆隔震技术研究和应用的回顾与前瞻(Ⅰ)——摩擦摆隔震支座的类型与性能

摩擦摆隔震支座是一种具有广泛应用前景的隔震支座,本文回顾总结了20多年来国内外摩擦摆隔震支座的开发和研究进展。依据几何构造的异同将现有的各摩擦摆隔震支座分为曲面式、沟槽式、曲面沟槽混合式摩擦摆隔震支座等3类,分别介绍了各类摩擦摆隔震支座的基本构造、隔震原理、消能机制与回复机制、性能研究和分析模型等。     

当代MOMA工程高层多塔楼、高位悬挑及连体结构设计与施工关键技术研究

首次对多塔楼复杂连体的滑动连接进行了研究,应用了摩擦摆式防震支座,保证了连体和塔楼抗震安全;通过对高层复杂结构体系、高位大悬挑结构、大跨度复杂连体结构等进行综合性的研究,成功地解决了当代MOMA工程复杂结构的设计与施工技术难题;首次对整体建筑群风环境和行人舒适度进行研究,提供了风荷载合理取值,并对行人的舒适度问题提出了改进措施。     

某摩擦摆隔震框架结构地震反应分析

介绍摩擦摆隔震支座的基本原理,采用可考虑动轴力和双方向耦合的FP模型建立摩擦摆隔震框架结构,分别用ETABS、SAP2000和MIDAS三个软件对摩擦摆隔震框架结构及其对应的非隔震框架结构进行模态分析、反应谱分析以及动力时程分析。结果表明:安装摩擦摆隔震支座能有效地控制位移、加速度和基底剪力等地震反应,削减构件内力;相比于多遇地震,罕遇地震下支座耗能性能得到更充分的发挥、结构响应降幅明显,减震效果更为理想。     

高速公路梁桥抗震支座减震效果对比分析

以某高速公路梁桥为对象,通过全桥动力非线性时程分析,对比了摩擦摆支座、板式支座和盆式支座的地震响应,探讨了摩擦摆支座对桥梁结构的减震性能。结果表明:相对于板式支座和盆式支座,摩擦摆支座的减震效果较好;设置摩擦摆支座能够大幅减小各活动墩支座的位移响应,极大程度上避免了主梁纵向碰撞和落梁等震害的发生;较板式支座和盆式支座,摩擦摆支座极大缓解了下部承受的地震力,可大幅度降低地震对桥梁下部结构的破坏,从而提高桥梁结构抗震能力。     

摩擦摆支座力学性能探究与其应用分析

当摩擦材料为超高分子聚乙烯时,为探究摩擦摆支座的滞回耗能性能,在MTS试验机上对其进行了拟静力试验,并分析对比了润滑摩擦和干摩擦时支座的耗能能力。试验表明,以超高分子聚乙烯为摩擦材料的摩擦摆支座具有良好的耗能性能,且竖向压力一定的情况下,润滑摩擦试验时,随着加载速率的增加,支座的耗能能力基本不变;干摩擦试验时,随着加载速率的增加,支座的滞回曲线更加饱满。水平加载速率一定的情况下,随着竖向压力的增大,润滑摩擦和干摩擦时支座的滞回曲线均趋于饱满,支座的耗能能力提高。以宕昌县某幼儿园工程为算例,详细介绍了以摩擦摆支座为隔震装置的设计流程,包括隔震模型的建立、支座的布置、地震波的选取、设防烈度下地震响应分析以及罕遇地震下地震响应分析。     

桥梁结构设计中减隔震技术及实践要点

介绍了桥梁结构设计中减隔震技术的原理,通过分析减隔震技术的类型,对粘滞阻尼器、铅芯橡胶支座、摆式滑动摩擦支座等减隔震技术在桥梁结构设计中的应用进行了研究,使桥梁的设计施工更加安全、便利、实用。     

模块化钢框架变摩擦摆隔震结构抗震性能研究

模块化建筑具有整体装配率高,施工绿色环保、高效等优点,然而其抗震性能相对较差,震后修复成本高。将隔震技术应用到模块化建筑中,可在不改动上部结构的前提下,改善其整体抗震能力。相比传统橡胶隔震技术,摩擦摆隔震技术具有承载力大、工业化程度高、湿作业少等优势。为此,研发了一种自适应变摩擦摆隔震支座,分析了该支座力学特性,确定其有限元模拟方法。对变摩擦摆隔震支座进行不同工况下剪切性能试验,试验和有限元模拟结果相对误差均在10%以内,验证了有限元模拟方法的正确性。基于GB/T 51408—2021《建筑隔震设计标准》提出模块化钢框架变摩擦摆隔震结构一体化直接设计方法,以实际工程为背景,设计模块化钢框架摩擦摆和变摩擦摆隔震结构,并对非隔震结构和隔震结构的抗震性能进行对比分析。研究表明：相比摩擦摆隔震支座,所提出变摩擦方式可实现支座等效刚度增加11%左右,等效阻尼比增加18%左右;相比摩擦摆支座隔震结构,变摩擦摆支座隔震结构的楼板加速度、层间位移角、层间剪力和上部结构损伤程度略有增加,但隔震层位移明显减小,且这种特性随地震动强度的增加而愈明显,体现了变摩擦摆支座的自适应性。     

多级变频复合摩擦摆-隔震支座的力学性能和隔震效果研究

为避免摩擦摆隔震结构与上部结构发生共振破坏,研制出具有变曲率变摩擦系数圆弧滑动面的多级变频摩擦摆隔震支座。在阐述其力学性能和隔震机理的基础上,通过动力平衡方程分析得出该多级变频摩擦摆隔震支座的自振周期只与该摩擦摆摩擦系数μ、弧面半径R及摩擦摆水平限度位移有关。加工出实体模型,通过试验测试其恢复力模型和摩擦系数等力学性能;采用ABAQUS有限元软件对一栋安装此隔震支座的6层框架结构进行模拟分析,对比在地震作用下,隔震前后结构的动力响应。研究表明:多级变频摩擦摆具有良好的稳定性、变频能力、自限及自复位能力,且适应多级隔震,无需单独设置阻尼器,结构简单,应用方便,隔震效果良好。     

高速铁路桥梁中减震支座系统的研究

以某实际高速铁路桥梁工程为背景,针对该工程中已应用的摩擦摆支座在地震作用下剪切变形容易超限的现象,引入一种适用于高铁桥梁的软钢阻尼器——减震榫,与摩擦摆支座共同作用组成一种新的减震支座系统。用SAP2000建立桥梁有限元模型,分析模型中摩擦摆支座采用SAP2000中的Friction Isolator连接单元,减震榫采用Plastic(Wen)连接单元模拟,桥墩中混凝土和钢筋均采用纤维模型。对比分析了高铁桥梁当分别采用摩擦摆支座、摩擦摆-减震榫支座系统作用时的地震响应。     

具有软着陆保护的橡胶支座隔震体系

文中提出了一种由承载橡胶支座和一端具有摩擦滑动面的后备支座组成的并联隔震体系,用以防止承载橡胶支座发生大变形失稳破坏,充分发挥其剪切变形能力,从而达到既经济又安全的抗震设计。体系中的后备支座可以在上部结构施工完毕以后再进行安装,并应保证其在正常使用状态下基本不受竖向荷载。当发生强烈地震时,随着承载支座发生较大的水平向变形并出现下沉的倾向,轴压力逐渐从承载支座转移到后备支座上,后备支座的摩擦面出现滑动,由于滑动面上的力是随轴压力增大而增大的,因此后备支座实际上是一个具有变摩擦滑动特性的软着陆机构,它不仅保护了承载支座免遭大变形失稳破坏,同时还能提供摩擦阻尼,在限制隔震层的位移方面发挥良好的作用。文中对这种并联隔震体系的力学特性和分析计算方法进行了详细的讨论,并用实例展示了在发生水平向大变形条件下,轴压力从承载支座向后备支座上转移的情况。     

浅谈摩擦摆支座的应用

为了消除桥梁结构在正常使用时的变形及地震荷载作用下的变形对结构的影响,应用摩擦摆抗震球形支座,解决承载、变形、抗震等问题。3×36 m连续钢箱梁,横向跨度(59～64) m,5 000余t钢结构由8根钢筋混凝土墩柱支撑,墩柱上安装三种类型的摩擦摆抗震球型支座,钢箱梁桥体已投入使用。     

基于摩擦材料的摩擦摆隔震耗能试验探究

根据摩擦摆支座的基本构成和隔震原理,通过控制试验变量法探究了采用聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯两种不同摩擦材料时的支座力学性能,考察了竖向压力和滑移加载速率对摩擦摆支座滞回特性性能的影响规律。结果表明:摩擦摆支座的滞回特性是由摩擦材料、竖向压力和滑移速率等因素共同影响的,且与润滑摩擦相比,干摩擦时的水平滞回曲线更加饱满,耗能能力更好。