四川省城市轨道交通桥梁减隔震支座应用技术标准

备案号J15159-2020应用技术标准2020-03-16发布2020-06-01实施四川省城市轨道交通桥梁减隔震支座应用技术标准西南交通大学出版社3《四川省城市轨道交通桥梁减隔震支座应用-2020,自2020年6月1日起在全省实施。2020年3月16日5主要起草人：陈列游励晖廖尚茂陈志辉邱品茗金怡新6范绍国夏俊勇主要审查人：杨永清刘海亮郑史雄邹贻军7 2术语及符号 22.1术语 22.2符号 33减隔震设计 53.1一般规定 53.2计算方法和要求 63.3常用减隔震支座 8 3.5速度锁定支座 3.6弹塑性钢阻尼支座 3.7铅芯橡胶支座 3.8摩擦摆式支座 4支座的材料及工艺 4.1一般规定 4.2速度锁定支座 4.3弹塑性钢阻尼支座 4.4铅芯橡胶支座 4.5摩擦摆式支座 85支座的检验、测试 205.1一般规定 205.2速度锁定支座 205.3弹塑性钢阻尼支座 215.4铅芯橡胶支座 215.5摩擦摆式支座 226支座的标志、包装、储存运输、安装和维护 23附录A铅芯橡胶支座的测试方法 25附录B摩擦摆式支座测试方法 9 2 2 3 5 53.2Calculationmethodandre 6 83.4Checkingcalculationofseismicpe 3.5Lock-updevicebear 3.6Elastic-plastics 3.7Leadrubberb 3.8Frictionpendulumbearin 4Materialandtechnologyofbearings 4.1Generalrequirement 4.2Lock-updevicebe 4.3Elastic-plasticsteeldamperbearing 4.4Leadrubberbearing 4.5Frictionpendulumbearing 5Inspectionandtestingofbearings 20 20 21 215.5Frictionpendulumbearin 22installationandmaintenanceofbea 23AppendixA:Testmethodofle 25AppendixB:Testmethodoffrictionpendulumb Listofquotedstand 33Explanationofwordinginthisstandard 35Addition:Explanationofprovisions 11.0.2本标准适用于设防烈度为7度及以上、9度及以下地区的城市轨道交通桥梁减隔震支座的设计和应用。设防烈度大于9度1.0.3本标准中所采用的地震动水准和地震动参数符合现行国1.0.4城市轨道交通桥梁采用减隔震支座时，应对支座的地震1.0.5本标准适用于地铁、轻轨、有轨电车、磁悬浮轨道系统1.0.6城市轨道交通桥梁减隔震支座设计及应用除应符合本标22.1.1速度锁定器lock-u2.1.5铅芯橡胶支座leadrubberbearing2.1.6摩擦摆式支座frictionpe3a——速度锁定器阻尼(速度)指数；安全位移；R-453减隔震设计3.1一般规定3.1.1下列情况下的桥梁，不宜采用减隔震设计：1地震作用下地基土层不稳定，易发生液化的场地；2下部结构刚度小，桥梁的基本周期比较长；3位于软弱场地，地震时延长周期可能引起共振；4加速度反应谱或位移反应谱在中长周期附近出现较大峰值，可能导致采用减隔震支座的桥梁产生很大地震响应。3.1.2城市轨道交通桥梁减隔震支座应具有足够的刚度和屈服强度，满足轨道交通桥梁正常使用的刚度要求。3.1.3采用减隔震支座的城市轨道交通桥梁相邻上部结构之间应设置足够的间隙。预留间隙宽度U宜满足式(3.1.3-1)及式(3.1.3-2)的规定。梁与桥台之间梁与梁之间式中U梁端预留空隙宽度(m); 考虑相邻孔(联)间振动特性差异影响的修正系数，6C113.1.4采用减隔震支座的桥梁应采取有效的防落梁措施。防落3.2.1采用减隔震支座的城市轨道交通桥梁的分析方法和地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3.2.2对采用减隔震支座的桥梁进行地震作用效应计算时，分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7桥梁基本周期T为未采用减隔震支座的桥梁基本周期To的2.5倍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》3.2.4对采用减隔震支座的桥梁进行地震作用效应计算时，结入弹塑性工作范围的桥梁主体构件，采用能3进行非线性时程分析时，应按桥梁的实际工况顺序依次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3.2.6进行时程分析时，所采用的设计地震动加速度时程应符8不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多组时程计算所的80%。9带油缸构造阻尼装置的锁定器传力能力陡增，起到“锁定”效果带弹塑性钢阻尼元件的由橡胶、薄钢板、铅芯长结构自振周期建议力学模型锁定力符合黏滞阻尼力特点由初始刚度、屈服力和位移、屈服后刚度控制由初始刚度、屈服力和位移、屈服后刚度控制由曲率半径、摩擦系数控制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3.3.5铅芯橡胶支座是利用柔性橡胶的弹性恢复性能及铅的弹3.3.6摩擦摆式支座是利用球面上摆动原理和摩擦耗能原理达3.3.7速度锁定支座适用于连续梁桥，摩擦摆式支座和弹塑性钢阻尼支座适用于简支梁桥和连续梁桥，铅芯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3.4.2减隔震支座的性能等级划分和性能等级要求应符合现行定，性能等级Ⅱ或Ⅲ的减隔震支座宜按照性能等级2设计，以充震支座的性能进行验算，性能要求应符合本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速度锁定支座3.5.1速度锁定支座的速度锁定器常采用黏滞流体阻尼器，其力学计算模型可采用麦克斯韦模型，如图3.5.1所示。a——阻尼(速度)指数，通常取2;K——弹簧刚度；3.5.2速度锁定支座的锁定力可按式(3.5.2)计算：3.5.3速度锁定支座纵向设计位移量应不小于±50mm3.5.4速度锁定器应具有适应横向变形的能力，并应计入热膨胀和液压流体收缩的影响。3.5.5速度锁定支座在发挥作用时会明显改变结构自振周期，应采用反映其力学特性的模型计算支座的设计水平力。初步设计时，单个速度锁定器的承载力可按下列经验公式(3.5.5)计算：式中W—恒载作用下的支座竖向反力(kN);震);F,——支座总摩擦力(N);n——每个速度锁定支座上的速度锁定器的数量。3.5.6对大跨度桥梁、相邻墩高差大的桥梁及其他特殊形式的桥梁，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，如图图3.6.1弹塑性钢阻尼支座的恢复力模型支座等效刚度和等效阻尼比分别为式中D₄——支座的设计位移(m);4,——支座的屈服位移(m);Q支座的特征强度(kN);Ke——支座的等效刚度(kN/m);K支座的屈后刚度(kN/m);Ge支座的等效阻尼比。3.6.2阻尼元件的各参数取值应根据竖向荷载、抗震设防要求及弹塑性钢阻尼装置的力学特性确定。一般情况下，其设计屈服力可按经验公式式(3.6.2)计算：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3.7.1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。支座等效刚度和等效阻尼比分别为3.7.2铅芯橡胶支座的竖向设计承载力不宜小于恒载与最不利活荷载支反力之和的2.0倍。每孔(联)梁所有铅芯橡胶支座的水平屈服力之和，宜大于相应梁上承受的列车最大制动力的1.5倍。每孔(联)梁全部铅芯橡胶支座的屈服前纵向刚度之和，应保证梁体在承受包括列车制动力在内的最大水平力时产生的位移不影响桥梁正常运营。3.7.3在E3地震作用下，铅芯橡胶支座产生的剪切应变应不大于250%,并应满足稳定性要求。3.8摩擦摆式支座3.8.1摩擦摆式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3.8.1所示。屈后刚度等效刚度等效阻尼比式中R——滑动曲面的曲率半径(m);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。橡胶。胶料性能应符合现行行业标准《铁路桥梁盆式支座》4.1.5支座耐磨材料可采用改性超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯等材料，耐磨材料的性能应满足现行行业标准《桥梁支座用高分子材料滑标准《橡胶支座第2部分：桥梁隔震橡胶支座》GB20688.2的5.3.1检验与测试内容包括支座本体部分(6.0.9每次检查，必要时应对支座锚固螺栓进行清洗、涂油、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附录A铅芯橡胶支座的测试方法A.1一般要求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℃±2℃)。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，试验设备应通过校准检定。A.2测试内容A.2.1压缩性能试验。1加载压力应与现行国家标准《橡胶支座第2部分：桥梁隔震橡胶支座》GB20688.2规定的设计压应力σ。相对应。压应力允许偏差应为±5%。压力和压应力的关系如式(A.2.1-1)。P=A·σ(A.2.1-1)式中A——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—0往复循环加载3次。Pmax为最大设计压力。P₁—Po—P₂—Po—P₁(第2次加载)。P₁—Po—P₂—Po—P₁(第3次加载)P₂为1.3Po,P₁为0.7Po,P₀为设计压力。3压缩性能试验装置见图A.2.1。图A.2.1压缩试验装置示意图测试结果支座竖向压缩刚度Ky允许偏差为±30%。竖向压缩刚度Kv按式(A.2.1-2)计算。式中P₁第3次循环时的较小压力；P₂——第3次循环时的较大压力；Y₁——第3次循环时的较小位移；Y₂——第3次循环时的较大位移。A.2.2剪切性能试验。1应在恒定压力下施加剪切位移测定支座的剪切性能。试验过程中，恒定压力允许偏差为±10%,剪切位移允许偏差为±5%。考虑惯性力对剪力的修正。采用单剪试验方法(见图A.2.2-1)。考虑摩擦力对剪力的修正，摩擦力应小于剪力的3%;若事先测定试验机的摩擦系数大于剪力的3%,剪切性能计算时减去试验机内摩擦系数。2试验可采用3次或11次加载循环，剪切性能应取第3次循环的测试值，或取第2～11次循环的测试平均值。3支座水平等效刚度Kh、等效阻尼比5,屈服后刚度Ka和屈服力Qa应按式(A.2.2-1)～式(A.2.2-4)计算(见图A.2.2-2)。O式中Q₁-——最大正剪力；剪应变；Qa1滞回曲线正向与剪力轴的交叉点；Qa2滞回曲线负向与剪力轴的交叉点；△W——滞回曲线的包络面积。图A.2.2-2铅芯橡胶支座(LRB)剪切性能的测定4剪应变可采用100%、170%。水平等效刚度允许偏差为±15%。A.2.3极限剪切性能试验。(a)无明显屈曲的情况Xb剪切位移(b)有屈曲的情况图A.2.3极限剪切性能曲线1)测出试件的初始外形(外轮廓尺寸)和性能(竖向压2)使试件产生指定的剪切位移(可为0);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试验过程与数据A.3.2载荷力时程曲线和位移时程曲线数据全程连续记录。A.3.3实际荷载值满足上述具体各试验规定值。A.4试验报告A.4.1试验报告应包括环境温度、试验设备、试样规格、试验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℃±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。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波加载，加载幅值按试样设计减隔震位移的25%、50%、75%、本标准用词说明引用标准名录2《橡胶支座第2部分：桥梁隔震橡胶支座》GB20688.211《铅锭》GB/T469四川省城市轨道交通桥梁减隔震支座应用技术标准furbanrailtransitbridgesinSichuanPr 433减隔震设计 3.1一般规定 443.2计算方法和要求 453.3常用减隔震支座 3.4抗震性能验算 3.5速度锁定支座 483.6弹塑性钢阻尼支座 3.7铅芯橡胶支座 3.8摩擦摆式支座 4支座的材料及工艺 4.1一般规定 4.5摩擦摆式支座 5支座的检验、测试 545.3弹塑性钢阻尼支座 3.1.2轨道交通对桥梁的刚度要求比一般桥梁更高，当通过采(如风、制动力等)满足正常使用功能，不发生危害行车安全3.1.3采用减隔震支座的桥梁上部结构变形比不采用减隔震支座的桥梁大，为了保证桥梁上部结构在地震作用下不发生碰撞，达到预期性能，在相邻上部结构之间应设置通过减隔震装置的变形以达到延长周期及耗散地震能量的目的够变形，则桥梁得不到预定的减隔震效果。3.2.7弹性时程分析所得结构底部剪力结果与振型分解反应明：弹塑性钢阻尼支座的减隔震效率不宜低于20%;铅芯橡胶支座的减隔震效率不宜低于20%;摩擦摆式支座的减隔震效率不宜低于30%。速度锁定支座应用于多跨长联连续梁桥时，地震荷载同影响，固定墩内力减小程度不宜低于15%。3.3.3当温度和/或时间相关效应(如材料的收缩徐变、蠕变等)引起的低速相对运动时，速度锁定器出力很小(小于设计锁定力的10%),基本不影响结构的正常变化。3.3.6摩擦摆式支座分类较多，常规摩擦摆式支座兼具有摆动3.3.7特大、大、中、小桥的分类可参照现行行业标准《公路3.4.1根据现行国家标准《城市轨道交通结构抗震设计规范》性能要求Ⅱ和性能要求Ⅲ,结构的抗震性