橡膠支座連續(xù)梁橋地震力計算方法（二）
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
通過前面的分析可知，《規(guī)范》公式不能夠有效考慮滑板支座部分發(fā)生滑動、部分不發(fā)生滑動的情況，以及摩擦耗能等因素的影響，鑒于上述原因，建議用如下方法來確定上部結構對板式支座產生的縱向地震力、下面通過一個算例來具體論述這個方法．假定某跨連續(xù)梁橋設計烈度為7度，位于Ⅱ類場地，跨徑分別為20m+40m+30m．墩高分別為3m、4m、7m、5m，板式支座位于2號墩頂，其余為聚四氟乙烯滑板支座、各參數(shù)與前面的模型相同．在通常情況下，橋墩的質量同橋面板的質量相比很小，因此在該方法中忽略橋墩質量的影響，僅考慮上部結構的質量，并將橋面板看作剛性，計算模型見圖6a。計算過程如下：
(1)首先求得各墩的組合剛度及其力-位移曲線，如圖6b所示．按式(1)求各墩組合剛度分別為：
各墩滑板支座的摩擦力為：
(2)假定所有滑板支座均未滑動，求得結構基本周期T0，進而由反應譜求得橋面板發(fā)生的側向水平位移為：
rd為考慮不同阻尼比對采用5％阻尼比的標難反應譜的修正，其值按公式(3)計算，k2為結構總的縱向水平抗推剛度。其值分別為：
(3)對于圖6a所示連續(xù)梁橋，在橋面板處加一單位水平側向力F，進行Push-Over〔5〕分析，使其位移達到Sd0，進而得到結構的力-位移曲線，如圖6所示。從而由式（4）得到結構在對應于Sd0位移下的等效剛度ke和等效阻尼比∑e，分別為：
進而由反應譜求得相應位移為： 
(4)比較Sd0與Sd1的差值，如果相差較，就繼續(xù)回到第三步，以Sd0代替進行迭代計算，直到兩者滿足容許誤差為止。本算例迭代兩次后滿足容許誤差5%，得到橋面板位移為：Sd=13.92mm.
(5)由得到的位移S d即可從公式(5)求出上部結構對板式支座頂部產生的縱向水平地震力為:
該算例的過程分析結果見圖7，板式支座縱向地震力時程分析值為V∑＝81．83kN，按《規(guī)范》方法計算值為94．05kN,本文方法與時程分析之間的相對差值為12．6％，可見兩者比較接近此。此外，本文方法的另一個優(yōu)點是可以通過Push—0ver分析得到對應于最位移時各墩頂支座是否開始滑動的情況，從而可以根據(jù)其是否滑動來確定各墩頂支座的剪力，而這是現(xiàn)行規(guī)范方法所不具備的．對于該算例，本文建議的方法所得結果略小于時程分析值，這主要是由于方法中所取阻尼比值較造成的．在實際地震作用下，達到最位移的歷程通常只有有限的幾次，如果按文獻[5]中所建議的那樣，取所得阻尼比值的70%作為對反應譜校正的值，本文方法得到的支座剪力為V∑=85，27kN，得到的結果比時程分析值4％．關于阻尼值究竟如何選取才合理，值得進一步研究．
3．結論
(1)對于跨數(shù)較少的規(guī)則橋梁，滑板支座摩擦系數(shù)在0．02—0—05之間，受到卓越周期較短的低烈度水平地震作用，《規(guī)范》公式計算結果與時程分析比較接近，且略偏于保守．對于其它情況，因《規(guī)范》公式沒有能夠有效考慮部分滑扳支座發(fā)生滑動以及摩擦耗能等因素的影響，導致在一些情況下規(guī)范計算結果與時程分析結果存在較差異。
(2)《規(guī)范》偏重于檢算，沒有明確給出在設計地震作用下，扳式支座、滑扳支座等構件的預期性能目標，也沒有通過相應的設計來保證，使得板式支座、滑板支座等構件在實際地震中所表現(xiàn)的性能具有很的不確定性．建議《規(guī)范》在這方面進行改進，對各類構件在設計地震作用下的性能目標給出明確的規(guī)定，并利用能力設計原理來保證設計的構件達到這些預期的目標。
(3)本文建議的方法可給出在設計地震作用下，各滑板支座是否開始發(fā)生滑動的信息、并考慮摩擦耗能等因素的影響。經與時程分析結果比較可知，計算結果比較合理，但對其中一些參數(shù)的合理選定，還有待進一步研究。
