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台州公路橡胶支座的要求和桥梁隔震的设计

    桥梁隔震设计可以加强桥梁抗震性能，但在进行隔震设计时应当遵守以下几个基本原则，只有认真遵守这些原则，才能有效地、切实地提高桥梁抗震效能。
    一、桥梁隔震设计的基本原则
    1、首先应当考察桥梁是否适宜采用隔震设计，考察应当以其周期增长后系统能否有效地提高地震时能量的吸收，且以这个为判断的判据。对于不适合进行抗震结构的桥梁地段，不能盲目地进行施工。
    2、隔震装置在桥梁设计中若被采用，则它的上部结构在地震后会产生相对的位移，这将对桥梁的后期使用和功能产生影响，因此在地震后，应当加强对隔震装置的修补和完善。
    3、若在桥梁设计时采用了相关的隔震措施，那么应当保证桥梁的抗震性能不低于那些采用普通抗震设计所起到的抗震性能的大小。
    4、应当对采用隔震措施桥梁附近的地质环境以及桥梁地基进行科学地研究和勘测，隔震桥梁附近应当具有较为坚实的地质条件。
    5、在采用隔震装置时，应当尽可能地选择和采用那些结构简单且同时符合所需隔震性能的装置，且应当保证在其力学性能的范围内科学地采用。
    二、隔震装置的设计
    桥梁隔震设计的两个主要方面分别为隔震装置的设计和结构其它构件的设计。其中隔震装置的设计是隔震设计的中心。目前，桥梁隔震设计中较为普遍采用的方法是弹性反应谱法，这种方法被大部分国家采用，但有不同的规范，主要有美国的、日本的和欧洲的规范，它们之间区别不大，主要在于计算公式的不同，这些计算公式是指隔震装置等效刚度的计算和和等效阻尼的计算，与之相对比，那些复杂性强或较为不规则的桥梁，较为常用的方法是时程方法。
    弹性反应谱方法之所以得到普遍采用，一方面是因为施工时计算的相对简单，另一方面是因为它和现有的规范计算方法很接近，这样便易于接受，最后应当引起注意的是众所周知隔震装置的等效刚度和等效阻尼的计算是与隔震装置在地震中的最大变形程度有关的，继而隔震装置的变形又与整个桥梁的地震响应程度有关系，所以客观上要求我们对于采用弹性反应谱方法进行的隔震设计应当是一个不断完善和变化的过程。
    由于在具体的计算中，对于目标的实现和达到没有直接的公式可采用，因此这就要求设计人员对桥梁结构地震响应的程度有较好的掌握和预估，地震发生后，较为熟练的工程师可以依据其长期工作的经验初步地制定设计方案，方案完成后，再用一系列的时程来分析和验证其设计是否合理。
    三、细部构造的设计
    桥梁的附属结构在桥梁的隔震设计中同样发挥着巨大的作用，这些附属结构和构件主要包括限位装置、伸缩缝、防落梁装置等，通过对诸多震害调查的分析和动力时程分析我们发现这些细部构造是影响桥梁结构动力响应和隔震效果的重要方面。但当前普遍存在的问题是大多数的设计人员会忽略细部构造的设计、将其置于次要地位，另外一方面这也是由于在地震响应的计算时附属结构的计算方法较为复杂造成的。在细部构件的设计时应当具有良好的连续性。

公路桥梁支座的作用和要求
    1、桥梁支座的作用和要求
    位置：桥梁支座设置于桥梁的上部结构与墩台之间。
    作用：是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能够适应活载、温度变化、混凝士收缩与徐变等因素所产生的变位（位移和转角），使上下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式。
    分类：桥梁支座按其变位的可能性分为固定支座和活动支座。其中固定支座传递竖向力和水平力，上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动；活动支座则只传递竖向力，上部结构在支座处既能自由转动又能水平移动。活动支座又可分为单向活动支座（仅提供纵向的自由移动）和双向活动支座（纵向、横向均可自由移动）。
    我国目前常用桥梁支座型式多样，可分为简易支座、钢支座、钢筋混凝土支座、橡胶支座以及特种支座（如减震支座、拉力支座等）。选用桥梁支座时，要考虑的因素包括桥梁跨径、支点反力、对建筑高度的要求、适应单向和多向位移及其位移量的需要，以及防震、减震的需要。
    桥梁支座的布置方式：主要根据桥梁的结构型式及桥梁的宽度确定。简支梁桥一端没固定支座，另一端设活动支座。铁路桥梁由于桥宽较小，支座横向变位很小，一般只需设置单向（纵向）活动支座。公路T形梁桥由于桥面较宽，需要在固定墩上设置一个固定支座，相邻的支座设置为横向可动、纵向固定的单向活动支座，而在活动墩上设置一个纵向活动支座（与固定支座相对应），其余均设置双向活动支座。连续梁桥每联（由两伸缩缝之间的若干跨组成）只设一个固定支座。曲线连续梁桥的支座布置会直接影响到梁的内力分布，同时，支座的布置应使其能充分适应曲梁的纵、横向自由转动和移动的可能性。
   正确地确定支座所承受的荷载和活动支座的位移量是支座设计的基础。位移量的计算要考虑各种可能出现的上况，对温度产生的位移，要有足够的估计。
    2、支座的类型与构造
    简易支座：简易支座是指在梁底和墩台顶面之间设置垫层来支承上部结构。垫层可用油毛毡、石棉板或铅板等做成。简易支座仅适于跨度10m以下的公路桥和4m以下的铁路板桥。    钢支座：钢支座是靠钢部件的滚动、摇动和滑动来实现支座的位移和转动功能的。特点：承载能力强，能适应桥梁的位移和转动的需要，目前仍应用于铁路桥梁。常见类型包括铸钢支座和新型钢支座。目前公路桥梁已较少采用铸钢支座，铁路桥梁也开始使用其他类型支座，如盆式橡胶支座。    钢筋混凝土支座：包括摆柱式支座、混凝土铰。钢筋混凝士摆柱式支座可用于跨径大于或等于20m的公路梁桥，或跨径大于13m的公路悬臂梁桥的挂孔。它的水平位移量较大，承载力为5500kN左右，摩阻系数为0.05。混凝土铰是最简单、最廉价的中心可转动的支座。混凝土铰有各种类型，桥梁上常用弗莱西奈铰。混凝土铰曾在桥梁中有所应用，支承反力可达10000kN。它的优点是支座高度小，构造简单，用钢量少；缺点是不能抵抗拉力，不能调整高度，转动量少，不便于更换和修理。
    橡胶支座：包括板式橡胶支座、盆式橡胶支座。普通板式橡胶支座是仅用一块矩形（或圆形，或带球冠圆形，或坡形）橡胶板做成的适用于中、小跨度桥梁的一种简单橡胶支座。矩形构造最为简单。圆形和球冠圆形在平面上各向同性，圆形板上的球冠可调节受力状况，既适用于一般桥梁，也适用于各种变位较复杂的立交桥及高架桥。坡形的顶面呈斜面，适宜于纵横坡较大的公路桥。盆式橡胶支座是在板式橡胶支座的基础上，将钢部件与橡胶部件组合而成的一种橡胶支座。其基本构造是将一块素橡胶圆板置于半封闭钢制盆腔内，橡胶在受压后的变形由于受到钢盆的约束，处于三向受压状态，只要钢盆不破坏，橡胶就永远不会丧失承载力。于是，橡胶的抗压强度可以大幅度提高。工作原理是：利用橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质（适度不均匀压缩）来实现转动；依靠聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的低摩擦系数来实现水平位移。
    橡胶支座与金属刚性支座相比，具有构造简单、加工方便、节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便等一系列优点。此外，橡胶支座能方便地适应任意方向的变形，故对于宽桥、曲线桥和斜桥均具有较好的适应性。橡胶的弹性还能消减上下部结构所受的动力作用，这对于抗震也十分有利。
    除上述常规橡胶支座外，还有一些适合于特殊用途的支座，如拉力支座、铅芯橡胶支座、测力及调高支座等。拉力支座除可正常转动和滑动外，还可承受垂直方向的拉力（负反力）。铅芯橡胶支座是在普通板式橡胶支座中设置圆柱形铅芯，以改善支座的阻尼特性，减小地震对桥梁墩台的作用。