成灌线连续梁速度锁定支座的设计及应用

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摘要： 速度锁定支座是一种把速度锁定器安装在支座上的抗震保护装置，该装置在正常工况下为桥梁提供承载、位移、转角等功能；地震时起到分担地震水平力、保护桥墩的作用。5·12汶川特大地震以后，为加快灾后重建，促进灾区经济社会发展，铁道部与成都市人民政府共同建设了成都至都江堰轻轨（以下简称成灌线）。本文通过速度锁定器支座在成灌线的应用，对该产品的结构、抗震性能进行阐述。

Abstract： Lock—up bracket is a seismic protection device with the lock—up device installed on bracket. Under normal conditions， the device provides load， displacement， and turning. When earthquake occurs， it can share the earthquake horizontal force and protect bridge piers. After 5·12 Wenchuan earthquake， in order to speed up the post—disaster reconstruction， and promote economic and social development in the disaster area， the ministry of railways and Chengdu authority jointly build the Chengdu—Dujiangyan light rail （hereinafter referred to as the Chengdu—Guanjiang line）. This paper describes the application of lock—up bracket， and its structure and seismic performance.

关键词： 速度锁定器；支座；抗震；速度锁定支座

Key words： lock—up device；bracket；seismic；lock—up bracket

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）27—0136—03

0 引言

速度锁定支座由支座与速度锁定器两大部件组成，由于支座在桥梁中属于常用产品，本文省去对支座结构的介绍，重点介绍速度速度器的构造及其有限元分析计算。速度锁定器产品主体结构由活塞杆、密封件、高粘度流体、活塞、缸体、端盖等组成，活塞圆柱面与缸体内圆柱面间隙配合，将缸体内部隔开成两个相通的空腔，空腔内填充满高粘度流体，速度锁定器也可与支座分开使用，设计为独立体安装在梁底与桥墩之间。该设计必须在梁底与桥墩两处额外设计链接板，这不仅增加了生产成本，也增加了安装费用。速度锁定器支座是把速度锁定器设计安装在支座下滑动板上，施工单位直接安装支座即可，该方案与速度锁定器分开安装相比较，不仅省掉了预埋在梁底的链接板，也省掉了单独安装速度锁定器的麻烦，大大降低了工程造价成本。

1 速度锁定支座在成灌线的应用

5·12汶川特大地震以后，为加快灾后重建，铁道部将与成都市人民政府共同建设成都至都江堰高速铁路。该线路按照城际铁路和服务于城市公共交通的要求进行规划设计，线路正线长约56km，最高设计时速200km/h，轨道形式为无砟轨道。全线主要以高架桥形式建设。正线桥梁长度约43km，其中简支梁桥约占全线桥梁的85%，双线简支梁约1039孔（32m梁831孔，24m梁198孔，20m梁10孔），单线简支梁约686孔（32m梁619孔，24m梁65孔，20m梁2孔）。全线共设连续梁桥约30处，桥梁设计荷载采用ZC活载（0.6UIC），最大主跨跨度为2×72m。该线途经多为成都平原人口密集、经济较发达地区，尤其青城山、都江堰为世界知名旅游景区，因此桥梁的景观设计是成灌线桥梁设计的重点。由于成灌线处地震动水平峰值加速度为0.10g和0.15g，如果按常规设计，目前设计的连续梁桥一般是设计一个固定墩，其余均为活动墩，制动力、纵向地震力等均由固定墩承受，因而固定墩的体量非常大。这时若其他活动墩采用与固定墩相同的设计，这种设计显然是不经济的。若根据该种受力模型进行设计，不仅影响桥梁的整体景观效果，而且需增加一套模板，工程成本相应会增加。针对以上情况，设计单位采用了速度锁定支座，见图2。该设计可使纵向地震力由2个或多个连续梁主墩共同承受，从而减小了桥墩体量，统一了桥墩尺寸，使得桥梁整体景观协调统一，且可以较好地降低施工难度，加快施工进度，节约施工成本。

2 速度锁定支座设计与分析

下面以成灌线其中某座连续梁为例，介绍速度锁定支座的计算。

2.1 正常使用状态分析 在正常使用状态下，由于温度造成桥梁伸缩产生的顺桥向速度远远小于速度锁定支座设计的锁定速度（1mm/sec），所以，速度锁定支座不会影响桥梁的正常使用。

2.2 地震作用下的桥梁分析（图1、2、3，表1）

2.3 安装速度锁定支座后的全桥分析

2.3.1 速度锁定支座模型 由于采用的MIDAS分析软件中没有速度锁定支座模型，所以，此次分析采用接近于速度锁定支座在没有锁定情况下的力学性质的MAXWELL模型。该模型适合于建立力学性质（滞回曲线）与加载频率相关性较大的液体粘滞阻尼器。Cd=1300KN，V0=1mm/sec，S=2，Kb=150KN/mm

2.3.2 活动主墩完全固结时全桥分析 将速度锁定支座在77#和79#墩顶部分别与墩两侧梁体下部水平连接，共八个，在整体坐标X方向输入MAXWELL模型所建立的非线形特性值。模型如图4：