我国地震频发多设计使用HDR高阻尼隔震支座可提高桥梁抗震性

众所周知我国很多地区位于地震带，地震活动频繁，为减少地震对桥梁、建筑方面的损坏，在高烈度地区建设的桥梁日益增加，桥墩高度也不断提高，因此对桥梁抗震的要求也越来越高，桥梁抗震问题已经成为制约桥梁设计的重要因素。

为了更好地指导高阻尼隔震橡胶支座在连续梁桥抗震设计中的使用，本文以一座新疆地区实际连续梁桥为例，通过ＣＳＩＢｒｉｄｇｅ建模，对ＨＤＲ型高阻尼隔震橡胶支座的适用范围进行研究。

HDR高阻尼隔震支座

桥梁结构简介及工况设置

为研究HDR高阻尼隔震支座的合理适用范围，本文仅对桥墩高度和支座使用类型进行分析研究，而不考虑同一联中桥墩墩高差异对桥梁地震响应的影响，取其中４×３０ｍ一联进行研究，各墩墩高相等，桥型布置如图所示。通过改变桥墩高度，使用通用软件，建立有限元模型，研究不同墩高下ＨＤＲ型高阻尼隔震橡胶支座对桥梁结构地震响应的影响，并得出结论。

该桥为30米装配式预应力混凝土连续箱梁桥，全幅采用４片预制梁，桥梁宽１４ｍ，梁间正距３．５６７ｍ，梁高１６０ｃｍ。上部结构箱梁采用Ｃ５０混凝土，桥墩为空心薄壁墩，采用Ｃ４０混凝土，承台、桩基础采用Ｃ３０混凝土。该桥设计等级为公路一级，桥址处地震动水平向峰值加速度为０．２ｇ，地震烈度８度，抗震设防等级９度。

为研究HDR高阻尼隔震支座在不同墩高连续梁桥结构中的地震响应，本文分别考虑了墩高为１０ｍ、２０ｍ、３０ｍ、４０ｍ、５０ｍ、６０ｍ的６个工况。同时为了分析高阻尼隔震橡胶支座在连续梁桥中的减震效果，本文还通过改变连续梁桥支座形式进行对比分析，方案如下。

1、常规体系。中墩上采用普通ＧＹＺ板式橡胶支座，交界墩采用ＧＪＺ四氟滑板支座，３号墩为制动墩采用固定支座。桥墩横向设置防震挡块，假定横向固定，纵桥向设置剪切刚度，支座参数见表１。

2、高阻尼减震橡胶支座。桥梁边墩采用ＬＮＲ型水平力分散型橡胶支座，其他墩采用ＨＤＲ型高高阻尼隔震橡胶支座，桥墩横桥向和纵桥向均设置剪切刚度，支座参数见表２。

针对不同支座方案，比较了普通板式橡胶支座、ＨＤＲ高阻尼橡胶支座、ＬＮＲ水平力分散支座单个支座成本，由上表可知，普通板式橡胶支座成本较低，但是其减隔震效果不如高阻尼橡胶支座，还需要进一步的计算分析。

HDR高阻尼隔震支座减隔震工作原理：

水平变位能力强,可有效吸收地震能量，结构复位能力强,基本不发生残余位移。

1.用高阻尼复合橡胶材料替代铅芯，通过调整填充材料的比例改变总阻尼，使之具有较强耗能能力，起到减隔震的效果。

2.HDR高阻尼隔震支座性能稳定、有较强的耗能性及延性，高阻尼橡胶支座有较高当量的粘滞阻尼，即有更高的耗能性，减震隔震效果显著，能有效地控制隔震结构的地震反应。

3.在地震中通过高阻尼橡胶在水平方向的大位移剪切变形及滞回耗能吸收地震能量。

4.隔离桥梁上、下部结构的地震运动,延长结构自振周期,减小地震作用力,从而实现减隔震功能。

HDR高阻尼隔震支座所具备的独特效果：

1.材料阻尼效果好,具有良好的耗能能力；

2.产品结构、功能灵活多样,适用范围广；

3.改善受力,经济环保,降低工程总造价；

4.安装及检修更换方便,运营维护成本低；

5.由于将功能集成在一起，体积比铅芯支座小，可以节省使用空间，施工也比较方便，价格也较铅芯夹层橡胶支座便宜。