桥梁结构隔震体系的基本思想是“以柔克刚”,其本质是通过设置隔震装置,将结构自震周期从1~2s的范围延长至3~5s,从而隔离地震作用,同时设置防落梁的消能限位装置,避免特大地震作用下落梁。隔震体系主要适用于中小跨径简支梁及连续梁桥,常用的隔震装置主要有叠层橡胶支座、摩擦摆支座、高阻尼橡胶支座等,以取代传统的板式橡胶支座、盆式橡胶支座或球形钢支座,具有构造简单、耗能能力强、施工维护方便等特点。
大量试验研究与理论分析表明:传统抗震体系水平刚度大,结构基频与地震动能量输入的主频率之比一般在0.8~1.5倍,地震动放大系数在2~4倍;隔震结构因其水平刚度小、周期大幅度延长,基频与地震动频率之比一般在2~8倍,地震动放大系数在1/2~1/8;理论分析揭示隔震桥梁地震响应最大可削减至隔震前的1/4~1/12,试验反映其地震响应最大可削减至隔震前的1/8~1/9。
从我国工程实践结果来看,在7度情况下,隔震桥梁造价较传统桥梁高约2%~4%,而在8、9度及以上,隔震桥梁相对于抗震桥梁,造价降幅高达10%~40%。因而,在面对地震烈度存在极大不确定性时,桥梁结构隔震体系不仅更为安全合理,且更经济有效。因此,隔震桥梁在世界各国得到广泛应用。据不完全统计,全世界隔震桥梁约15000座,其中我国占1/3,约4700座。在这些桥梁中,相当部分桥梁经历了地震考验,如我国第一座隔震桥梁——2000年建成的南疆铁路布谷孜大桥,经受了2003年2月24日新疆喀什的6.2级地震,该桥距震中50km,震后状况良好,有力保障了救援物资的运输;又如日本阪神地震后,采用叠层橡胶支座加固的一大批桥梁,在2011年311大地震中表现良好。
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