摩擦摆支座适用墩高范围研究成果

本节以单线铁路桥、双线铁路桥为模型原型，分别考虑等截面实体桥墩、变截面实体桥墩、空心截面桥墩，将50年超越概率为10%的地震动分别从纵桥向、横桥向输入数值模型进行非线性时程分析，研究不同墩高下摩擦摆支座隔震效率。由于铁路桥梁刚度较大，自振周期较小，在墩高较小时，随着墩高的增加，隔震率增加。当墩高继续增加，桥墩刚度减小，隔震率减小。当墩高增加时，虽然墩底加速度一样，但是墩顶的加速度在增加，摩擦摆支座位移随墩顶加速度增加而增加。但是墩高增加，桥墩变柔，摩擦摆支座位移也会随墩高增加而变小，因此随着墩高增加，支座相对位移变化不明显。

将前述三小节的内容汇总，按照单线桥和双线桥分别进行研究，绘制出不同墩高下的隔震效率指标的走向图。

7.7.4.1　单线桥

对单线桥，分纵向和横向输入地震动，绘制出不同墩高下的墩底弯矩隔震率与墩顶位移隔震率，如图7.7-106～图7.7-109所示。

图7.7-106　单线桥纵向墩底弯矩隔震率

图7.7-107　单线桥纵向墩顶位移隔震率

图7.7-108　单线桥横向墩底弯矩隔震率

图7.7-109　单线桥横向墩顶位移隔震率

在表7.7-2中，左栏隔震率表示当隔震率大于该选定值时，摩擦摆支座适用的墩高范围。“√”表示该状态下所有墩高都适用摩擦摆支座，“×”则表示都不适用。考虑两个方向，取最不利状态，从墩底弯矩分析，单线桥当墩高大于40 m时摩擦摆支座隔震率小于25%；从墩顶位移分析，当墩高大于52 m时摩擦摆支座隔震率小于55%。

表7.7-2　单线桥摩擦摆支座适用墩高范围　m

从图表中发现，综合试验数据结果和理论分析结果，单线铁路简支梁桥从墩底弯矩分析，当墩高大于40 m时摩擦摆支座隔震率小于25%；从墩顶位移分析，当墩高大于52 m时摩擦摆支座隔震率小于55%。为了确保摩擦摆支座的减隔震功能充分发挥，建议在单线铁路简支梁桥中，当墩高小于40 m时，采用摩擦摆支座。(www.xing528.com)

7.7.4.2　双线桥

同理，对双线桥，分纵向和横向输入地震动，绘制出不同墩高下的墩底弯矩隔震率与墩顶位移隔震率，如图7.7-110～图7.7-113所示。

图7.7-110　双线桥纵向墩底弯矩隔震率

图7.7-111　双线桥纵向墩顶位移隔震率

图7.7-112　双线桥横向墩底弯矩隔震率

图7.7-113　双线桥横向墩顶位移隔震率

在表7.7-3中，左栏隔震率表示当隔震率大于该选定值时，摩擦摆支座适用的墩高范围。“√”表示该状态下所有墩高都适用摩擦摆支座，“×”则表示都不适用。考虑两个方向，取最不利状态，从墩底弯矩分析，双线桥当墩高大于52 m时摩擦摆支座隔震率小于25%；从墩顶位移分析，当墩高大于50 m时摩擦摆支座隔震率小于55%。

表7.7-3　双线桥摩擦摆支座适用墩高范围

从图表中发现，综合试验数据结果和理论分析结果，双线铁路简支梁桥从墩底弯矩分析，当墩高大于52 m时摩擦摆支座隔震率小于25%；从墩顶位移分析，当墩高大于50 m时摩擦摆支座隔震率小于55%。为了确保摩擦摆支座的减隔震功能充分发挥，建议双线铁路简支梁桥在墩高小于50 m时，采用摩擦摆支座。