[01595987]桥梁易修复拉索减震支座关键技术及应用

本项目属于交通土建工程领域。我国是一个地震多发国家。一旦在城市发生巨大的破坏性地震,将造成非常惨重的灾难和巨大的经济损失。从桥梁震害分析看,桥梁上部结构及下部结构的损伤都与支座设计不合理有关。采用减隔震支座是桥梁抗震的重要手段,具有广阔的发展前景。传统的减隔震设计理念为通过反复调整桥梁结构设计来达到桥梁结构的合理减隔震性能目标。但是,设计代价往往较高,且传统减隔震产品缺乏灵活性和自适应能力。本课题在多项国家科学基金的资助下,以实际工程为依托在提高桥梁抗震性能、研发经济高效的桥梁减隔震装置等方面成功解决了多项技术难题。项目取得的创新成果如下： 1.创造性地提出将抗震领域广泛使用的限位拉索与普通盆式支座/球型钢支座巧妙的结合在一起,一方面具备了滑动摩擦隔震支座的优点,另一方面克服了纯滑动摩擦支座无限位能力的缺陷,能最大程度避免地震中因梁体过大位移导致的落梁等震害的发生。在正常使用荷载作用下,拉索减震支座与普通支座相同,能够满足上部结构荷载及位移的要求;在桥梁结构遭遇设计地震时,支座抗剪销剪断,整个体系转变为减隔震体系,并限制墩梁之间的位移在可控范围内。 2.提出基于拉索减震支座的自适应设计思想。自适应设计是一种寻求力和位移之间的平衡关系,基于结构的允许位移与合理利用墩身抗力的拉索减震支座的自适应性设计。 3.通过拟静力试验与有限元模拟,提出并验证了拉索减震支座的力学模型。基于拉索减震支座的性能设计与传统设计的区别在于拉索减震支座的恢复力模型能够精确计算,精确计算方能使桥梁减震的性能设计实现。 4.易更换与易修复功能的实现。在试验及实际工程应用的基础上,对拉索减震支座材料和结构进行了一系列的改进,如在材料上,提出使用较柔、易于弯折加工的高强度钢丝绳来代替较刚硬、不易弯折加工的钢绞线,在结构及功能方面提出将拉索部分设计为容易调节拉索自由程及实现可更换的功能的合理设置方法等。 本项目获国家授权专利30多项;发表国内外论文共100多篇,其中被SCI/EI检索60余篇,参与编写国家行业标准1项。拉索减震支座发明经上海市一级查新机构查询：该成果达到国际领先水平。项目成果应用于杭州九堡大桥、泉州晋江高架桥、南昌朝阳大桥、乐山市大渡河大桥加宽改造工程、雅安至康定高速公路安乐大桥与前碉大桥工程、四川绵阳安昌河大桥工程等工程,避免了在地震中桥梁毁坏造成的人员伤亡及物质财产损失,经济效益巨大。