DBJ51/T 142-2020 四川省城市轨道交通桥梁减隔震支座应用技术标准(完整正版、清晰无水印).pdf

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  • DBJ51/T 142-2020  四川省城市轨道交通桥梁减隔震支座应用技术标准(完整正版、清晰无水印)

    W恒载作用下的支座竖向反力; 速度锁定器位移; x一 Ma——滑动摩擦系数; 4,——支座的屈服位移; 支座的等效阻尼比。

    LA—安全位移(m)。

    电力弱电图纸、图集LA一安全位移(m)。

    表3.1.3相邻孔(联)间的预留间隙修正系数

    注:T1、T2——简支梁相邻孔、连续梁相邻联的水平向自振周 且T,>T2。

    主:TI、T2——简支梁相邻孔、连续梁相邻联的水平向自振周期 T2。

    3.1.4采用减隔震支座的桥梁应采取有效的防落梁措放

    梁措施不应改变桥梁结构的动力特性,不得影响桥梁的正常使用 功能和妨碍减隔震支座在地震作用下发挥作用。 3.1.5减隔震支座应选用构造简单、性能可靠、易检查和维修 可更换的装置。

    梁措施不应改变桥梁结构的动力特性,不得影响桥梁的正 功能和妨碍减隔震支座在地震作用下发挥作用。

    .1.5减隔震支座应选用构造简单、性能可靠、易检查 可更换的装置。

    震作用应符合现行国家标准《城市轨道交通结构抗震设计规 范》GB50909的要求。

    3.2.2对采用减隔震支座的桥梁进行地震作用效应计算

    1同时满足以下条件的减隔震桥梁的地震作用效应可采用 单振型反应谱法进行分析:几何形状满足规则桥梁条件;距离最 近的活动断层大于15km;场地类型为I、Ⅱ、Ⅲ类,且场地条 件稳定:减隔震装置等效阻尼比不超过30%;采用减隔震支座的

    桥梁基本周期T为未采用减隔震支座的桥梁基本周期T。的2.5倍 以上。 2不满足上述条件的减隔震桥梁的地震作用效应,应采用多 振型反应谱法或时程分析方法进行分析。 3.2.3当采用反应谱方法时,宜对减隔震支座和桥梁结构进行 整体分析,其中减隔震支座的非线性效应可按等效线性化的迭代 方式计算,采用等效刚度和等效阻尼比。地震作用和作用效应的 计算应符合现行国家标准《城市轨道交通结构抗震设计规范》 GB50909的规定

    3.2.4对采用减隔震支座的桥梁进行地震作用效应

    1在E1地震作用下,桥梁的梁体和墩柱可采用空间弹性杆 系单元模拟;在E2或E3地震作用下,根据初步分析结果判断进 入弹塑性工作范围的桥梁主体构件,采用能反映结构弹塑性动力 行为的本构模型或单元恢复力模型。 2在E1地震作用下,本标准涉及的支座中,铅芯橡胶支座 应采用能反映其非线性特性的单元进行模拟,其余支座应简化为 刚性约束;在E2和E3地震作用下,减隔震支座应采用能反映支 座非线性特征的单元进行模拟。 3进行非线性时程分析时,应按桥梁的实际工况顺序依次 加载,考虑荷载作用顺序对结构非线性效应的影响。 3.2.5城市轨道交通隔震桥梁的自振周期、等效刚度和等效阻 它比应根据隔震支座的滞回曲线,对应不同地震烈度作用时的隔 震水平位移值计算确定:可按对应不同地震烈度作用时的设计反

    3进行非线性时程分析时,应按桥梁的实际工况顺序依次 加载,考虑荷载作用顺序对结构非线性效应的影响。 3.2.5城市轨道交通隔震桥梁的自振周期、等效刚度和等效阻 尼比应根据隔震支座的滞回曲线,对应不同地震烈度作用时的隔 震水平位移值计算确定:可按对应不同地震烈度作用时的设计反 应谱进行送代确定,也可采用时程分析法计算取值。

    比应根据隔震支座的滞回曲线,对应不同地震烈度作月 水平位移值计算确定:可按对应不同地震烈度作用时的 立谱进行选代确定,也可采用时程分析法计算取值

    合下列规定: 1已作地震安全性评价的桥址,应根据审批的地震安全性 评价结果确定设计地震动加速度时程。 2未进行地震安全性评价的桥址,可采用人工合成的设计 地震动加速度时程,并宜利用地震和场地环境相近的实际强震记 录作为初始时间过程,拟合成适合工程场地的设计地震动加速度 时程,拟合成地震动时程的加速度反应谱与设计地震动加速度反 应谱在结构各主要周期点的偏差应小于5%。 3所采用的设计地震动加速度时程不应少于3组:当设计 地震动加速度时程少于7组时,宜取时程分析计算结果的最大值: 当设计地震动加速度时程为7组及以上时,可采用计算结果的平 均值。不同地震动加速度时程之间的相关系数应小于0.1。

    不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多组时程计算所 得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果 的80%

    3.3.1城市轨道交通桥梁宜采用工作机理明确,力学性能稳定

    3.3.工城巾轨道交通桥 乍机理明确,字性能稳定、 可靠的速度锁定支座、弹塑性钢阻尼支座、铅芯橡胶支座、摩擦 罢式支座等常用的减隔震装置。当采用其他非常用的减隔震支座 时,应进行理论分析、试验等研究。

    3.3.3速度锁定支座是由速度锁定器和普通桥梁活动支座组合 而成的减隔震装置。当相对运动速度超过设定锁定速度时,速度 锁定支座黏滞阻尼器中的黏滞流体在高速相对运动条件下产生阻 尼力提供设计锁定力,使上部结构地震作用分配给活动墩,达到 减小固定墩地震反应的目的。

    3.3.4弹塑性钢阻尼支座是将弹塑性钢阻尼元件与普通活动支

    3.3.4弹塑性钢阻尼支座是将弹塑性钢阻尼元件与普通活动支 座组合而成的减隔震装置。通过钢制元件的弹塑性变形达到滞回 耗能的目的。

    3.3.5铅芯橡胶支座是利用柔性橡胶的弹性恢复性能及铅的弹

    钢阻尼支座适用于简支梁桥和连续梁桥,铅芯橡胶支座宜用于中 小跨度简支梁桥

    3.4.1城市轨道交通减隔震桥梁结构的抗震性能等级划分和抗 震性能要求,构件及基础的抗震性能等级划分、抗震性能要求和 抗震性能验算应符合现行国家标准《城市轨道交通结构抗震设计 规范》GB50909的有关规定。

    3.4.2减隔震支座的性能等级划分和性能等级要求应

    国家标准《城市轨道交通结构抗震设计规范》GB50909的有关规 定,性能等级Ⅱ或Ⅲ的减隔震支座宜按照性能等级2设计,以充 分发挥减隔震支座的减隔震作用。减隔震支座除在正常使用工况 下对其竖向承载力和位移进行验算外,还应对地震作用下的减隔 震支座的性能进行验算,性能要求应符合本标准3.5~3.8节的要 求并满足具体产品的性能指标。

    3.4.3减隔震支座的连接与局部验算宜按现行国家标准《铁路

    3.5.3速度锁定支座纵向设计位移量应不小于±50mm

    3.5.3速度锁定支座纵向设计位移量应不小于±50mm

    3.5.5速度锁定支座在发挥作用时会

    用反映其力学特性的模型计算支座的设计水平力。初步 单个速度锁定器的承载力可按下列经验公式(3.5.5)计

    3.5.6对大跨度桥梁、相邻墩高差大的桥梁及其他

    桥梁,宜建立全桥模型进行时程分析,确定包括锁定力在内的各 种参数。

    3.6弹塑性钢阻尼支座

    3.6.1弹塑性钢阻尼支座常采用低屈服强度的钢材作为阻尼元 件,其恢复力模型可采用不考虑刚度退化的双线性模型,如图 3.6.1所示。

    3.6.1弹塑性钢阻尼支座常采用低屈服强度的钢材作为阻尼元

    1.5WA,(3.6.2)g式中F一弹塑性钢阻尼元件的设计屈服力。3.6.3弹塑性钢阻尼支座上应设置熔断保护装置,保证支座在列车牵引(制动)力、风荷载及E1地震作用力等较小水平荷载作用下不发生位移。除特殊设防外,熔断装置中的保险销在E2地震作用力下应破坏,弹塑性钢阻尼支座发挥减震作用。根据时程分析确定保险销剪断力,简化计算时,保险销的剪断力可取E1地震作用下其所承受荷载的1.5~1.8倍。3.7铅芯橡胶支座3. 7. 14铅芯橡胶支座的恢复力模型可采用不考虑刚度退化的双线性模型,如图3.7.1所示。初始刚度不应小于二次刚度的8倍。KdFdFyQdKu4,Dd图3.7.1铅芯橡胶支座的恢复力模型支座等效刚度和等效阻尼比分别为14

    刚度 W Ka= R W W 刚度 Keff = R Da 2 d 阻尼比 Seff Da+ Ha 元 R

    式中R一一滑动曲面的曲率半径(m); 一一滑动摩擦系数。 3.8.2摩擦摆式支座分为单滑动面、双滑动面和多滑动面三种 类型,设计转角不应小于0.02rad。 3.8.3摩擦摆式支座设计参数包括滑动面等效曲率半径R及摩 擦系数μ,设计时需注意两者取值协调。其取值可根据反应谱方 法计算结果确定,并用时程分析方法计算结果进行修正。 3.8.4摩擦摆式支座上应设置熔断保护装置,保证支座在列车 牵引(制动)力、风荷载及E1地震作用力等较小水平荷载作用 下不发生位移。除特殊设防外,熔断装置中的保险销在E2地震 作用力下应破坏,摩擦摆式支座发挥减震作用。根据时程分析确 定保险销剪断力,简化计算时,保险销的剪断力可取E1地震作 用下其所承受荷载的1.5~1.8倍。

    擦系数μ,设计时需注意两者取值协调。其取值可根据反应谱方 法计算结果确定,并用时程分析方法计算结果进行修正。 3.8.4摩擦摆式支座上应设置熔断保护装置,保证支座在列车

    牵引(制动)力、风荷载及E1地震作用力等较小水平荷载作用 下不发生位移。除特殊设防外,熔断装置中的保险销在E2地震 作用力下应破坏,摩擦摆式支座发挥减震作用。根据时程分析确 定保险销剪断力,简化计算时,保险销的剪断力可取E1地震作 用下其所承受荷载的1.5~1.8倍

    质碳素结构钢、碳素结构钢、合金结构钢、低合金高强度结构钢 和耐候结构钢等钢材,其材料性能应符合现行国家标准和规范的 要求。

    压块和橡胶密封圈可采用氯丁橡胶:耐寒型支座的橡胶承压块 应采用天然橡胶或三元乙丙橡胶,橡胶密封圈应采用三元乙丙 橡胶。胶料性能应符合现行行业标准《铁路桥梁盆式支座》 TB/T2331的规定。

    4.1.7支座尺寸公差应符合安装要

    4.2.1速度锁定器活塞连杆表面涂层可采用不锈

    4.2.1速度锁定器活塞连杆表面涂层可采用不锈钢或镀铬层, 徐层厚度应不小于70μm,表面粗糙度Ra的值应小于0.8μm 涂层不能有裂纹和小孔等缺陷。

    4.2.1速度锁定器活塞连杆表面涂层可采用不锈钢或镀铬层,

    4.2.2基底材料的表面不应有小孔、裂缝和夹渣。

    4.3弹塑性钢阻尼支座

    4.3.1 阻尼元件用钢材应有良好的延展性、变形跟踪能力 疲劳性能。

    4.3.2阻尼元件用钢材应具有明确、稳定的屈服点,具有良好 的滞回、疲劳特性,其性能应满足现行行业标准《公路桥梁弹塑 性钢减震支座》JT/T843的规定

    4.3.2阻尼元件用钢材应具有明确、稳定的屈服点,具有良好

    得使用再生橡胶或粉碎的硫化橡胶。胶料性能应满足现行国家 标准《橡胶支座第2部分:桥梁隔震橡胶支座》GB20688.2的 要求。

    切模量,并符合现行行业标准《公路桥梁铅芯隔震橡胶支座》 JT/T822的规定。

    4.4.3铅芯材料纯度应不低于99.99%,化学成分应符合现行国

    4.4.3铅芯材料纯度应不低于99.99%,化学成分应符合现行国 家标准《铅锭》GB/T469的要求。

    滑动摩擦面的摩擦系数u取值宜在0.03~0.10。 成型后的不锈钢板表面粗糙度Ra的值应小于0.8um;镀 度应不小于100μm,表面粗糙度Ra的值应小于1.6μm。 支座应设置防尘措施,确保滑动面不受污染

    4.5.2成型后的不锈钢板表面粗糙度Ra的值应小于0.8um:镀

    4.5.3支座应设置防尘措施,确保滑动面不受污染

    5.1.1为保证减隔震支座能在服役期内正常发挥功能,应进行 检验和测试。

    5.1.2 减隔震支座的检验测试分为原材料检验和产品测试。 5.1.3 相关检验和测试应由专业机构在规定条件下按规定方法 进行。

    5.2.1检验与测试内容包支座本体部分(盆式橡胶支座或均 形钢支座)和速度锁定器部分的原材料与性能试验。 5.2.2支座本体部分性能试验,应按现行行业标准《城市轨道 交通桥梁球型钢支座》CJ/T482附录A、B、C中的规定,分别进 行竖向承载力试验、摩擦系数试验、转动力矩试验。

    形钢支座)和速度锁定器部分的原材料与性能试验。 5.2.2支座本体部分性能试验,应按现行行业标准《城市轨道 交通桥梁球型钢支座》CJ/T482附录A、B、C中的规定,分别进 行竖向承载力试验、摩擦系数试验、转动力矩试验。 5.2.3速度锁定器部分性能试验,应进行慢速性能试验、快速 性能试验、模拟动力性能试验、模拟地震波性能试验、超载性能 试验、疲劳性能试验、耐压性能试验等。若试验机不能满足对速 度锁定支座做整体测试,则须另做同规格型号阻尼器(仅允许更 改外部连接方式)单独测试。上述试验可分别按现行行业标准《公 路桥梁速度锁定装置》JT/T178附录B、C、D、E、F、G和《桥 梁用黏滞流体阻尼器》JT/T926进行。

    5.3弹塑性钢阻尼支座

    5.3.1检验与测试内容包括支座本体部分(盆式机

    5.3.T检验与测试内容包括支座本体部分(盆式橡胶支座或球 形钢支座)和阻尼元件部分的原材料和性能试验。 5.3.2支座本体部分性能试验,可按现行行业标准《城市轨道 交通桥梁球型钢支座》CJ/T482附录A、B、C中规定,分别进行 竖向承载力试验、摩擦系数试验、转动力矩试验

    交通桥梁球型钢支座》CJ/T482附录A、B、C中规定,分别进行 竖向承载力试验、摩擦系数试验、转动力矩试验

    标准《公路桥梁弹塑性钢减震支座》JT/T843附录C中规定执 行。阻尼元件超载、疲劳等试验可参照现行行业标准《公路桥 梁弹塑性钢减震支座》JT/T843附录A中规定执行。若试验机 不能满足对弹塑性钢阻尼支座做整体测试,则可对阻尼元件进 行单独测试。

    5.4.1检验与测试内容包括橡胶物理性能检验,销

    5.4.1检验与测试内容包括橡胶物理性能检验,铅纯度检验, 支座整体性能检验。

    低温结晶性能等,试验结果应符合现行国家标准《橡胶支座第2 部分:桥梁隔震橡胶支座》GB20688.2的相关规定

    5.4.3铅的纯度等相关检验与测试参见现行国家标准《铅锭》 GB/T469。

    5.4.4支座性能测试应包含压缩性能试验、剪切误

    验与测试方法见本标准附录A。

    1检验与测试内容包括支座竖向承载力、摩擦系数、 、减隔震起始力、减隔震性能试验等,

    性能、减隔震起始力、减隔震性能试验等。

    现行行业标准《城市轨道交通桥梁球型钢支座》CJ/T482附录A、 B、C 中规定执行。

    支座的标志、包装、储存运输、安装和

    6.0.3支座在存储、运输过程中,应避免阳光直接照射、雨雪

    证,检查合格后方可安装

    6.0.5支承垫石高度应符合减隔震支座安装、养护、维修和更

    6.0.6支座及梁体安放完毕后,应及时拆除临时连接件,同时 清理施工残留物。

    保支座处于正常工作状态及防护良好。使用一年内应再次对支座 进行检查,发现问题应及时查明原因并予以纠正。第二年和第三 年每年定期对支座检查一次。三年后,支座基本处于稳定工作状 态,以后可根据实际情况进行检查。

    6.0.9每次检查,必要时应对支座锚固螺栓进行清洗、涂油、 拧紧或更换,防止锚螺栓锈蚀后影响支座功能。 6.0.10支座服役期内应定期进行检查、养护,检查内容、劣化 等级评定参照现行行业标准《铁路桥隧建筑物劣化评定标准支 座》TB/T 2820.3 执行。

    A.1.1试件可为足尺铅芯橡胶支座、缩尺模型铅芯橡胶支座。 试验前,试件应在试验环境中再放置不少于24h,800mm以上 大支座应适当延长放置时间。试验温度应为常温(23°C±2°C) A.1.2试验装置应具有检测试验项目的能力,力和位移的测量 误差应小于最大值的1%。加载波形可为正弦波或三角波,应注 意不同加载波形的影响。最小加载频率为0.001Hz。 A.1.3试验应在通过了计量认证的专业机构进行,试验设备应

    误差应小于最大值的1%。加载波形可为正弦波或三角波,应注 意不同加载波形的影响。最小加载频率为0.001Hz。 A.1.3试验应在通过了计量认证的专业机构进行,试验设备应 通过校准检定。

    式中A一一有效面积,支座内部橡胶的平面面积。 2加载方法有以下两种,试验时可选择其中一种方法进行 1)方法1:按0—Pmax一0往复循环加载3次。Pmax为最 大设计压力。

    1应测定支座在最大设计压力下的极限剪切位移能力。对于用凹槽、暗销连接的支座和可能承受拉力的支座,还应测定支座在最小设计压力下的极限剪切位移能力。2极限剪切位移状态指支座出现破坏、屈曲或滚翻。3连接板与封板用螺栓连接或连接板与内部橡胶直接黏结的支座,其极限剪切性能曲线见图A.2.3。剪力剪力破坏点Qb屈服点(Xbuk)bX,剪切位移Xb剪切位移(a)无明显屈曲的情况(b)有屈曲的情况图A.2.3极限剪切性能曲线4当剪切位移达到指定极限剪切位移时,若没有明显的破坏迹象,且剪力和位移的关系曲线单调增加,则可停止试验,并根据最大剪力和剪切位移确定支座的极限剪切性能。A.2.4疲劳性能。1试验步骤为:1)测出试件的初始外形(外轮廓尺寸)和性能(竖向压缩刚度和剪切性能);2)使试件产生指定的剪切位移(可为0);3)按指定的次数反复施加竖向压力,最大和最小压力应为最大和最小设计压力;4)测出外形(外轮廓尺寸)和性能的变化率以评定其抗疲劳性能。29

    2剪切位移和竖向压力的允许偏差为±5%。 3加载波形可为正弦波或三角波。加载频率范围为2Hz~ 5Hz。反复加载次数为200万次。 4水平等效刚度允许变化率为±15%,试件外观无裂缝。

    A.3.1试验过程运行平稳

    A.3.3实际荷载值满足上述具体各试验规定值

    A.3.3实际荷载值满足上述具体各试验规定值。

    A.4.1试验报告应包括环境温度、试验设备、试样规格、试验 输入参数。

    A.4.2试验报告应描述试验过程及试验结果装修标准规范范本,记录

    附录 B 摩擦摆式支座测试方法B.1一般要求B. 1. 1试验试样一般应采用足尺实体支座。B. 1. 2支座应在常温(23°C±2°℃)下进行测试。B. 1. 3试验应在通过了计量认证的专业机构进行,试验设备应通过校准检定。B.2 测试内容B.2.1快速减隔震性能试验方法。1试验宜采用固定支座,如受试验设备能力限制时,可选用小型支座试验。2支座减隔震性能试验应在单剪试验机上进行,试验装置见图B.2.1。1一上承载板:2一试样;3一下承载板;4一横向加载装置图B.2.1支座减隔震性能试验装置3试验方法如下:1)试验时应拆下隔震挡块,将支座置于试验机的下承载31

    板上,支座中心与承载板中心位置对准,精度小于1%支座底板 边长; 2)竖向连续均匀加载至设计荷载,在整个试验过程中保 持不变; 3)竖向连续均匀加载至设计荷载,在整个试验过程中保 持不变;水平位移按d(t)=Asin(2元f。t)(其中f。=V/(2元A),V 为加载峰值速度,不宜低于200mm/s,A为加载幅值)进行正弦 波加载,加载幅值按试样设计减隔震位移的25%、50%、75%、 100%分别施加; 4)测定水平力的大小,记录荷载位移曲线: 5)按照加载幅值确定试验工况,每个工况做三个周期循 环试验,每个周期循环试验的阻尼比变化应不大于10%

    B.3.1 试验过程与数据应满足以下要求: 1 试验过程运行平稳; 2 载荷力时程曲线和位移时程曲线数据全程连续记录; 实际荷载值满足上述具体各试验规定值

    4.1试验报告应包括以下内

    1为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度 不同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”。 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”圆钢标准,反面词采用“不应”或“不得”。 3)表示充许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可” 2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符 合………·的规定”或“应按·执行”。

    1 《中国地震动参数区划图》GB18306 2 《橡胶支座第2部分:桥梁隔震橡胶支座》G 3 《建筑抗震设计规范》GB50011 4 《铁路工程抗震设计规范》GB50111 5 《城市轨道交通结构抗震设计规范》GB50909 6 《一般工程用铸造碳钢件》GB/T11352 7 《低合金高强度结构钢》GB/T1591 8 《桥梁球型支座》GB/T17955 9 《合金结构钢》GB/T3077 10 《耐候结构钢》GB/T4171 11 《铅锭》GB/T469 12 《优质碳素结构钢》GB/T699 13 《碳素结构钢》GB/T700 14 《城市桥梁抗震设计规范》CJ166 15 《城市轨道交通桥梁盆式支座》CJ/T464 16 《城市轨道交通桥梁球型钢支座》CJ/T482 17 《5201硅脂》HG/T2502 18 《大型低合金钢铸件》JB/T6402 19 《公路桥涵设计通用规范》JTGD60 20 《桥梁减隔震装置通用技术条件》JT/T1062 21 《公路桥梁速度锁定装置》JT/T178

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