基于桥梁施工中的桥梁支座宽度研究

基于桥梁施工中的桥梁支座宽度研究

中国是一个多地震的国家。因此，桥梁结构的抗疲劳动能力在保护桥梁完整性方面发挥着重要作用。在地震的作用之下,在伸缩缝处相邻的位置,其梁体间的相对的位移如果超过了支承所搭接的长度时,其桥梁的梁体自然就会发生落梁以及破坏的情况。在新建桥梁时,就可以避免这样的情况出现。因为它可以在其设计时来预留完全能够支承或者用搭接长度的方法来避免落梁的情况出现,可是,其旧桥的设计一般是没有足够的支承来搭接长度的,想要把落梁的危险系数降到最低,就需要经常在伸缩缝的地方用一定的限位装置来对其加以固定。其限位装置有两种:①缆索限位装置。②拉杆限位装置。在美国,缆索限位装置的应用是最为普遍的,而对于日本,拉杆限位装置是最常用的。每个国家所用的限位装置是不同的,要根据其实际情况来定。在国外,某些学者对限位装置的设计方法研究了很久,因此就出现了各种各样的限位装置的设计方法。每个限位装置采用不同的设计方法来计算限位器的数量,其相差是非常大的,这就说明了到现在为止仍然没有令人十分满意的限位装置的设计方法。基于以上情况,本文就针对其拉伸限位装置进行了相关的研究。1有限面积设备的设计方法1.1线性化模型的建立伸缩缝间隙的开启以及闭合是受拉限位装置和墩梁之间的摩擦力影响的,其连续梁桥的纵向地震反应就呈现出非常高的非线性。在地震的时候,伸缩缝的情况是变化的,它在开启和闭合之间变化着,而且在闭合的那一刻,相邻的梁体间的碰撞对桥梁的纵向地震反应来说,是有非常大的影响的。按以上情况来看,连续梁桥在纵向地震的作用下做出的反应是非常复杂的,这时就必须进行一定的简化功能,然后提出一种切实的限位装置设计方法才行。本文依据图1(a)内容所示,此图简化了两自由度模型,然后进行其限位装置的设计。每联是需要简化为一个单自由度的,然后根据有关研究将伸缩缝处拉、压方向的力一变形,其关系就通过受拉限位装置的刚度K进行了线性化[如图1(h)]。我们知道,其碰撞问题是比较复杂的,因此就必须在线性化的设计模型中要考虑到其相邻梁体间碰撞,因为这种碰撞会带来一定影响的。碰撞对相对位移的影响则通过一个考虑碰撞效应的相对位移而反应出来,它称为反应谱,然后对由线性化模型所求出的相对位移进行了修正工作。根据以前的研究表明:从工程应用这一角度来看的话,图1所示的边界模型是足够考虑到了相邻桥跨间的相互作用的影响的。因为多联连续梁桥的桥台对伸缩缝处的相邻梁体间的相对位移的影响是比较小的,然而在进行限位装置设计的时候,就只考虑到了伸缩缝处相邻的两联在纵向地震作用时的相互作用,把其他因素都忽略了。1.2响应函数的确定我们通过参数敏感性可以分析出其设计参数对结构响应是有一定的影响的。在这里我们选取伸缩缝处间相邻梁体的相对位移来作为响应函数,其限位装置的刚度作为设计的变量,然后通过其参数敏感性得出相关结论,最后求出将伸缩缝处的相对位移来限制在其设计目标的位移之内,然后就会得出所需要的限位装置的刚度。1.3替代结构法的特点像桥梁结构的墩柱这些延性构件,它们在强震的作用下是期望其进入非弹性变形的范围内,以此来耗散地震所带来的能量。我们知道,其墩柱的非线性是可以借助替代结构法来进行考虑的。其替代结构法需要的两个参数,一个参数是等效刚度,另一个参数是等效阻尼。对于理想弹塑性的滞回模型来说,等效刚度是会随着位移延性的增大而减小的,各国的学者已经研究了多种等效阻尼和位移延性系数之间的某些关系。本文所采用就是在1994年所提出的等效阻尼比公式。2限位装置的设计为了把在地震作用之下的伸缩缝处所相邻的梁体间相对位移限制在其设计目标的位移之内,就必须设置数量足够的限位装置。本文根据上面所列出的计算理论以及公式,提出了限位装置设计的过程以及限位装置设计步骤,如下:(1)确定在其伸缩缝处内允许的最大相对位移。详细的说,就是在进行限位装置设计的时候,设计人员要根据其支座的搭接长度和伸缩缝的间隙来确定其伸缩缝处的最大允许的位移。(2)计算没有安装限位装置时,其伸缩缝处相对位移。(3)计算初始限位装置的刚度。(4)计算伸缩缝处梁体的相对位移。(5)最后再求出新的限位装置的刚度。3选择的地震波相关表如表2和图24所处的设计目标位移延性和地震波的特征周期本节所采用的是参数分析,然后对所提出的限位装置其设计方法来进行评估工作。这必定会影响伸缩缝处的相邻梁体间的相对位移,其主要因素就是相邻联的周期比,另一个影响因素就是其设计目标位移延性和地震波的特征周期。在使用本文提出的这种限位装置设计方法的时候,必须要取伸缩缝的目标位移作为未其安装限位装置,然后通过非线性时的计算方法来得到伸缩缝处最大相对位移。想要评估其设计方法是否有效,就必须通过非线性时程方法来确定其设置限位装置后的伸缩缝处的最大位移。因此,要进行限位装置设计方法的评估,就需要改变其相邻联的周期比,改变其相邻联的设计目标位移延性,最后一点就是选用不同频谱特性的地震波。只要有了以上的因素,就能够对提出的限位装置设计方法进行评估工作。5桥梁限位装置的设计背景本文对桥梁中抗震限位装置设计方法研究进行了探讨,通过调查影响其伸缩缝处的相邻梁体纵向相对位移的因素的基础上面,然后提出了一种在桥梁中抗震限位装置设计方法,然后用非线性的时程来分析了结果,最后还对起设计方法进行了可靠性得评估。总之,具有一定的完整性和科学性。经有关研究表明,本文所提出的在桥梁中抗震限位装置设计方法一方面考虑了相邻框架的不同向振动的影响,另一方面还考虑到了碰撞对其相对位移的影响。这与非线性时程所得到的限位装置的刚度在其整个周期比的范围内的相关性是非常好的。还得出了以下有关结论:(1)其桥梁的限位装置与连梁装置的设计在在地震时是不同的,它们开始起作用的时间也是不一样的。(2)其限位装置是不能损害支座所产生的功能的,其功能主要有温度、活荷载产生的移动、活荷载产生的转动等,这是不能影响支座的维修以及管理的;限位器和连梁装置在地震时起作用的时间也不一样,变位量也不同,其限位器是不能妨碍连梁装置的功能的。(