一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法

1.本发明涉及桥梁及地震工程领域，具体是一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。


背景技术：

2.成本低廉、性能良好的板式橡胶支座已成为公路桥梁中应用最为广泛的支座形式之一，考虑到支座在桥梁上的安装和施工方便，板式橡胶支座多采用无粘结约束形式，这使得支座在地震作用下容易发生滑移，引起主梁产生过大的水平位移，从而导致挡块、桥台、伸缩缝等构件受到主梁撞击而破坏，甚至引发严重的落梁震害；与此同时，板式橡胶支座滑移对桥梁结构下部的桥墩起到了一定隔震效果，因此桥墩的地震损伤一般较小。基于“允许板式橡胶支座滑移”和“设置成本低廉弹塑性挡块”的核心理念，板式橡胶支座和弹塑性挡块结合后形成公路桥梁新型经济性准隔震结构体系；在强震下允许板式橡胶支座发生一定滑移，对下部桥墩起到隔震作用，利用弹塑性挡块控制支座滑移在容许范围内，可防止发生主梁落梁。通过合理选取弹塑性挡块的设计参数，可实现地震下主梁位移需求和桥墩受力需求的有效平衡。
3.目前针对公路桥梁准隔震体系的设计计算通常采用基于弹塑性有限元模型的非线性地震反应分析，满足设计目标的弹塑性挡块的参数取值一般通过大量的参数分析获得，这样的设计计算方法主要存在两点不足：1.弹塑性有限元建模较为复杂，非线性地震反应分析容易出现计算收敛性问题；2.通过参数分析确定弹塑性挡块设计参数的计算工作量较大且费时，不利于设计人员在实际工程中的应用，因此亟待解决。


技术实现要素：

4.为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。本发明可高效便捷地获取满足设计性能目标的弹塑性挡块尺寸、桥墩配筋的设计参数，计算量较小，便于实际工程应用，大幅提升了桥梁准隔震体系的设计和分析效率。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，包括如下步骤：
7.s1、确定桥梁结构，桥梁结构包括桥墩以及布置在桥墩上的主梁，主梁与桥墩之间布置有板式橡胶支座，以使得主梁与桥墩之间可通过板式橡胶支座产生相对滑动位移；桥墩上还布置有对主梁施加沿水平方向弹性力的弹塑性挡块，以使得主梁相对于桥墩产生相对位移后可受弹性力作用复位；
8.s2、确定桥梁结构的设计参数，设计参数包括：
9.弹塑性挡块的最大位移延性需求μd；
10.板式橡胶支座的最大位移延性需求μb；
11.未设置弹塑性挡块时桥梁结构的基本周期t；
12.s3、根据基本周期t和设计加速度反应谱得到未设置弹塑性挡块时桥梁结构的谱加速度值sa，设定布置弹塑性挡块后桥梁结构对应的谱加速度值si》sa；
13.s4、计算所需的弹塑性挡块刚度kd和屈服强度f
yd
，然后计算设置弹塑性挡块后桥梁结构的基本周期ti，得到更新后的结构谱加速度值s
i+1
；
14.s5、判断更新后的结构谱加速度值s
i+1
是否与假定的谱加速度值si对应；当两值不对应时，返回步骤s3重新假定谱加速度值si，当两值对应时，执行步骤s6；
15.s6、根据基本周期ti判断桥梁结构是否需要位移修正，修正后得到最终的弹塑性挡块的刚度k
df
和屈服强度f
ydf
，根据弹塑性挡块的刚度k
df
和屈服强度f
ydf
设计弹塑性挡块的结构形式和尺寸，根据弹塑性挡块的参数对桥墩的配筋进行重新设计。
16.作为本发明进一步的方案：在步骤s2中，
[0017][0018][0019][0020][0021][0022]
其中：δb为板式橡胶支座的最大地震位移；
[0023]
δ
yb
为板式橡胶支座的临界滑动位移；
[0024]fyb
为板式橡胶支座的滑动摩擦力；
[0025]
kb为桥墩上所有板式橡胶支座水平剪切刚度之和；
[0026]
ηi为弹塑性挡块的强度比；
[0027]
αi为弹塑性挡块与板式橡胶支座的刚度比；
[0028]
m为所有板式橡胶支座承受的总质量；
[0029]
k为未设置弹塑性挡块时桥梁结构的整体弹性刚度；
[0030]kp
为桥墩的侧向抗推刚度。
[0031]
作为本发明再进一步的方案：板式橡胶支座的强度比ξi为：
[0032][0033][0034]
其中，fe为主梁的地震惯性力，fe＝msi。
[0035]
作为本发明再进一步的方案：在步骤s4中，
[0036]
kd＝kbαi；
[0037][0038][0039][0040]ki
为设置弹塑性挡块后桥梁结构的整体弹性刚度。
[0041]
作为本发明再进一步的方案：在步骤s6中，当基本周期ti不大于1.25倍的设计加速度反应谱的特征周期时，根据等能量原理将计算得到的μb和μd值乘以修正系数进行修正，修正系数rd为：
[0042][0043]
其中：tg为设计加速度反应谱的特征周期；
[0044]
μ为待修正的位移延性系数。
[0045]
作为本发明再进一步的方案：在步骤s6中，桥墩的配筋设计应使桥墩的横向抗推强度f
yp
满足以下公式：
[0046][0047]
其中，表示材料超强系数；
[0048]
fd为设计位移水平下弹塑性挡块的水平弹性力。
[0049]
作为本发明再进一步的方案：在步骤s5中，当更新后的结构谱加速度值s
i+1
与假定的谱加速度值si不对应时，将步骤s3中的si替换为s
i+1
。
[0050]
作为本发明再进一步的方案：弹塑性挡块的最大位移延性需求μd根据其构造形式、材料性能并结合试验数据综合确定，不超过弹塑性挡块的最大变形能力；
[0051]
板式橡胶支座的最大位移延性需求μb需根据板式橡胶支座、主梁以及桥墩的尺寸，以允许板式橡胶支座发生滑移，但不允许主梁落梁为目标综合确定。
[0052]
一种电子设备，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器依次连接，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。
[0053]
一种可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使处理器执行所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。
[0054]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0055]
1、本发明通过对主梁、板式橡胶支座、弹塑性挡块、桥墩进行串并联简化，引入板式橡胶支座强度比ξ、弹塑性挡块强度比以及弹塑性挡块与板式橡胶支座刚度比这三个无量纲参数并推导三者间的理论公式，进而得到板式橡胶支座地震位移需求与弹塑性挡块设计参数间的直接对应关系，设计人员只需要输入设定的板式橡胶支座位移需求目标和基本的桥梁参数，通过本方法即可确定弹塑性挡块的刚度、强度及桥墩配筋等设计参数，为抗震
分析和设计提供帮助，可高效便捷地获取满足设计性能目标的弹塑性挡块尺寸、桥墩配筋的设计参数，计算量较小，便于实际工程应用，大幅提升了桥梁准隔震体系的设计和分析效率。
[0056]
2、本发明通过公式构建，明确了桥梁准隔震体系中板式橡胶支座位移需求与弹塑性挡块设计参数间的对应关系，使得结构设计过程具象化、简洁化，保证了设计精度，通用性广，为公路桥梁经济性准隔震设计方法提供了载体。
[0057]
3、本发明无需建立结构弹塑性有限元模型，也无需开展大量的非线性地震反应参数分析来确定弹塑性挡块屈服强度、刚度以及桥墩配筋等设计参数值，通过全新的设计方法大大简化了分析设计流程，通过引入3个无量纲参数来建立设计目标与待设计参数间的直接对应关系，避免了复杂的中间计算过程，大幅提高了设计效率。
附图说明
[0058]
图1为本发明中桥梁结构的示意图。
[0059]
图2为本发明中设计加速度反应谱及与之匹配的人工地震波加速度反应谱对比图；
[0060]
图3为采用本发明提供的方法设计前后板式橡胶支座的最大位移延性需求对比图；
[0061]
图4为采用本发明提供的方法设计前后板式橡胶支座的位移延性需求时程曲线对比图(以其中一条人工波作为示例)；
[0062]
图5为采用本发明提供的方法设计后桥墩的侧向推力与侧向位移滞回曲线图；
[0063]
图中：1、弹塑性挡块；2、板式橡胶支座；3、主梁；4、桥墩。
具体实施方式
[0064]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0065]
请参阅图1～5，本发明实施例中，一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，包括如下步骤：
[0066]
s1、确定桥梁结构，桥梁结构包括桥墩4以及布置在桥墩4上的主梁3，主梁3与桥墩4之间布置有板式橡胶支座2，以使得主梁3与桥墩4之间可通过板式橡胶支座2产生相对滑动位移；其中，板式橡胶支座2通过螺栓等固定件固定在主梁3底部。
[0067]
桥墩4上还布置有对主梁3施加沿水平方向弹性力的弹塑性挡块1，以使得主梁3相对于桥墩4产生相对位移后可受弹性力作用复位。弹塑性挡块1优选为对称布置在主梁3的两侧。
[0068]
s2、确定桥梁结构的设计参数，设计参数包括：
[0069]
弹塑性挡块1的最大位移延性需求μd；
[0070]
板式橡胶支座2的最大位移延性需求μb；
[0071]
未设置弹塑性挡块1时桥梁结构的基本周期t；
[0072][0073][0074][0075][0076][0077]
其中：δb为板式橡胶支座2的最大地震位移；
[0078]
δ
yb
为板式橡胶支座2的临界滑动位移；
[0079]fyb
为板式橡胶支座2的滑动摩擦力，由支座承受的竖向恒载和摩擦系数确定；
[0080]
kb为桥墩4上所有板式橡胶支座2水平剪切刚度之和，可根据规范计算得到；
[0081]
ηi为弹塑性挡块1的强度比；
[0082]
αi为弹塑性挡块1与板式橡胶支座2的刚度比；
[0083]
m为所有板式橡胶支座2承受的总质量；
[0084]
k为未设置弹塑性挡块1时桥梁结构的整体弹性刚度，由板式橡胶支座2和桥墩4组成的串联系统贡献；
[0085]kp
为桥墩4的侧向抗推刚度。
[0086]
板式橡胶支座2的强度比ξi为：
[0087][0088][0089]
弹塑性挡块1的最大位移延性需求μd根据其构造形式、材料性能并结合试验数据综合确定，不超过弹塑性挡块1的最大变形能力。
[0090]
弹塑性挡块1的结构形式包括但不限于三角形、x形、h形，圆棒形等形式；尺寸主要包括：弹塑性挡块1钢板的平面尺寸和板厚。
[0091]
板式橡胶支座2的最大位移延性需求μb需根据板式橡胶支座2、主梁3以及桥墩4的尺寸，以允许板式橡胶支座2发生滑移，但不允许主梁3落梁为目标综合确定。
[0092]
s3、根据基本周期t和设计加速度反应谱得到未设置弹塑性挡块1时桥梁结构的谱加速度值sa，设定布置弹塑性挡块1后桥梁结构对应的谱加速度值si》sa；
[0093]
s4、计算所需的弹塑性挡块1刚度kd和屈服强度f
yd
，然后计算设置弹塑性挡块1后桥梁结构的基本周期ti，得到更新后的结构谱加速度值s
i+1
；
[0094]
kd＝lbαi；
[0095]
[0096][0097][0098]
其中，fe为主梁3的地震惯性力，fe＝msi；
[0099]ki
为设置弹塑性挡块1后桥梁结构的整体弹性刚度。
[0100]
s5、判断更新后的结构谱加速度值s
i+1
是否与假定的谱加速度值si对应，此处的对应指允许存在一定误差；当两值不对应时，返回步骤s3重新假定谱加速度值si，当两值对应时，执行步骤s6；
[0101]
当更新后的结构谱加速度值s
i+1
与设定的谱加速度值si不对应时，将步骤s3中的si替换为s
i+1
。
[0102]
s6、根据基本周期ti判断桥梁结构是否需要位移修正，当基本周期ti不大于1.25倍的设计加速度反应谱的特征周期时，根据等能量原理将计算得到的μb和μd值乘以修正系数进行修正，修正系数rd为：
[0103][0104]
其中：tg为设计加速度反应谱的特征周期；
[0105]
μ为待修正的位移延性系数。
[0106]
修正后得到最终的弹塑性挡块的刚度k
df
和屈服强度f
ydf
。根据弹塑性挡块1的刚度k
df
和屈服强度f
ydf
设计弹塑性挡块1的结构形式和尺寸，根据弹塑性挡块1的参数对桥墩4的配筋进行重新设计。
[0107]
桥墩4的配筋设计应使桥墩4的横向抗推强度f
yp
满足以下公式：
[0108][0109]
其中，表示材料超强系数；
[0110]
fd为设计位移水平下弹塑性挡块的水平弹性力。
[0111]
经计算：αi＝kd/kb；ηi＝fe/f
yd
；可得到板式橡胶支座2地震位移需求与弹塑性挡块1设计参数间的直接对应关系。
[0112]
针对一座25米跨径、采用本发明中桥梁结构的简支t形梁桥进行抗震设计，以桥梁横桥向为例进行准隔震设计，已知场景参数设计如下表所示：
[0113]
表1：实施例已知场景参数
[0114]
[0115][0116]
本实施例的桥梁结构以在设计地震动强度下满足设定的结构性能目标作为设计约束，设定的抗震性能目标如下：
[0117]
板式橡胶支座2最大地震位移需求大于临界滑动位移但不超过0.2m；
[0118]
桥墩4在设计地震作用下基本保持弹性。
[0119]
首先根据弹塑性挡块1形式确定弹塑性挡块1的最大位移延性需求μd为6.0，根据公式计算可得板式橡胶支座2最大位移延性需求μb为1.64，考虑到之后的位移修正，初步指定μd＝4.5和μb＝1.4；
[0120]
由公式计算未设置弹塑性挡块1时桥梁基本周期t为1.13s。
[0121]
在根据桥梁基本周期t和设计加速度反应谱(如图2所示)得到未设置弹塑性挡块1时桥梁结构的谱加速度值sa为1.254g，假定设置弹塑性挡块1后桥梁的谱加速度si位于设计反应谱平台段为1.575g，计算得到桥梁主梁3的地震惯性力fe为8767kn。
[0122]
由公式计算得到板式橡胶支座2强度比ξi为3.43；
[0123]
由公式计算弹塑性挡块1与板式橡胶支座2刚度比αi为1.45；
[0124]
由公式计算弹塑性挡块1刚度比ηi为7.6。
[0125]
由公式kd＝kbαi、分别计算所需的弹塑性挡块1刚度kd为30407kn/m，弹塑性挡块1屈服强度f
yd
为1154kn，设置弹塑性挡块1后桥梁结构的基本周期ti为0.81s。
[0126]
经判断设计弹塑性挡块1后桥梁实际谱加速度s
i+1
为1.575g，与假定值si相等，因此无需迭代。
[0127]
由于设置弹塑性挡块1后桥梁结构的基本周期t＝0.81s小于1.25tg，按照公式对μb和μd进行位移修正，修正后的μb和μd分别为1.56和5.0。
[0128]
根据最终得到的弹塑性挡块1刚度kd＝30407kn/m和横向抗推强度f
yd
＝1154kn对弹塑性挡块1尺寸进行设计；根据弹塑性挡块1设计参数，计算得到桥墩4的横向抗推强度f
yp
＝4814kn，对于本实施例中的高度为8.0m、墩柱直径为1.4m的双柱桥墩来说，墩柱设计配筋率为2.3％时可满足桥墩抗推强度要求。
[0129]
为了验证采用本实施例的方法设计桥梁准隔震体系的合理性，采用非线性时程方法计算在设计地震强度下结构的地震响应，选取10条与设计加速度反应谱相匹配的人工地震波作为地震输入，图3～5给出了人工地震波输入下采用本发明提供的方法设计后桥梁准隔震体系中支座和桥墩的响应。
[0130]
结合图3可知，采用本发明提供的方法获得的弹塑性挡块1设计参数(刚度为30407kn/m，横向抗推强度为1154kn)，可使板式橡胶支座2平均的最大地震位移延性需求控制在1.54左右，满足设计目标限值1.64，与设计目标误差为6％，证明了本发明的方法对于弹塑性挡块1设计的有效性和合理性。
[0131]
结合图4以某一条地震波给出的支座地震位移需求时程曲线为例进一步说明，在不设置弹塑性挡块1时板式橡胶支座2最大位移延性需求为2.81，设置按照本发明方法设计的弹塑性挡块1之后，板式橡胶支座2最大位移延性需求降低至1.56，满足设计目标值1.64。
[0132]
结合图5可知，根据本发明提供的方法获得的设计配筋率2.3％进行桥墩配筋设计，可以保证桥墩4在设计地震作用下基本处于线弹性响应范围内(桥墩的力与位移关系滞回曲线基本呈狭长直线型)，满足“下部桥墩在设计地震作用下基本保持弹性”设计目标，证明了本发明的方法对于桥墩配筋设计的合理性。
[0133]
本技术的另一实施例为电子设备。
[0134]
该电子设备可以是可移动设备本身，或与其独立的单机设备，该单机设备可以与可移动设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号，并向其发送所选择的目标决策行为。
[0135]
电子设备包括一个或多个处理器和存储器。
[0136]
处理器可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
[0137]
存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本技术的各个实施例的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。
[0138]
在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置和输出装置，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构互连。例如，该输入设备可以包括例如车载诊断系统(obd)、摄
像头、工业相机等各种设备。该输入设备还可以包括例如键盘、鼠标等等。该输出装置可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
[0139]
除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。
[0140]
本技术的又一实施例为还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法部分中描述的根据本技术各种实施例的公路桥梁经济性准隔震体系设计方法步骤。
[0141]
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
[0142]
此外，本技术的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书中的公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。
[0143]
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0144]
以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
[0145]
本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
[0146]
还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
[0147]
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
[0148]
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实
施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

技术特征：
1.一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、确定桥梁结构，桥梁结构包括桥墩(4)以及布置在桥墩(4)上的主梁(3)，主梁(3)与桥墩(4)之间布置有板式橡胶支座(2)，以使得主梁(3)与桥墩(4)之间可通过板式橡胶支座(2)产生相对滑动位移；桥墩(4)上还布置有对主梁(3)施加沿水平方向弹性力的弹塑性挡块(1)，以使得主梁(3)相对于桥墩(4)产生相对位移后可受弹性力作用复位；s2、确定桥梁结构的设计参数，设计参数包括：弹塑性挡块(1)的最大位移延性需求μ
d
；板式橡胶支座(2)的最大位移延性需求μ
b
；未设置弹塑性挡块(1)时桥梁结构的基本周期t；s3、根据基本周期t和设计加速度反应谱得到未设置弹塑性挡块(1)时桥梁结构的谱加速度值s
a
，设定布置弹塑性挡块(1)后桥梁结构对应的谱加速度值s
i
>s
a
；s4、计算所需的弹塑性挡块(1)刚度k
d
和屈服强度f
yd
，然后计算设置弹塑性挡块(1)后桥梁结构的基本周期t
i
，得到更新后的结构谱加速度值s
i+1
；s5、判断更新后的结构谱加速度值s
i+1
是否与假定的谱加速度值s
i
对应；当两值不对应时，返回步骤s3重新假定谱加速度值s
i
，当两值对应时，执行步骤s6；s6、根据基本周期t
i
判断桥梁结构是否需要位移修正，修正后得到最终的弹塑性挡块的刚度k
df
和屈服强度f
ydf
，根据弹塑性挡块(1)的刚度k
df
和屈服强度f
ydf
设计弹塑性挡块(1)的结构形式和尺寸，根据弹塑性挡块(1)的参数对桥墩(4)的配筋进行重新设计。2.根据权利要求1所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，在步骤s2中，骤s2中，骤s2中，骤s2中，骤s2中，其中：δ
b
为板式橡胶支座(2)的最大地震位移；δ
yb
为板式橡胶支座(2)的临界滑动位移；f
yb
为板式橡胶支座(2)的滑动摩擦力；k
b
为桥墩(4)上所有板式橡胶支座(2)水平剪切刚度之和；η
i
为弹塑性挡块(1)的强度比；α
i
为弹塑性挡块(1)与板式橡胶支座(2)的刚度比；m为所有板式橡胶支座(2)承受的总质量；k为未设置弹塑性挡块(1)时桥梁结构的整体弹性刚度；
k
p
为桥墩(4)的侧向抗推刚度。3.根据权利要求2所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，板式橡胶支座(2)的强度比ξ
i
为：为：其中，f
e
为主梁(3)的地震惯性力，f
e
＝ms
i
。4.根据权利要求2所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，在步骤s4中，k
d
＝k
b
α
i
；；；k
i
为设置弹塑性挡块(1)后桥梁结构的整体弹性刚度。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，在步骤s6中，当基本周期t
i
不大于1.25倍的设计加速度反应谱的特征周期时，根据等能量原理将计算得到的μ
b
和μ
d
值乘以修正系数进行修正，修正系数r
d
为：其中：t
g
为设计加速度反应谱的特征周期；μ为待修正的位移延性系数。6.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，在步骤s6中，桥墩(4)的配筋设计应使桥墩(4)的横向抗推强度f
yp
满足以下公式：其中，表示材料超强系数；f
d
为设计位移水平下弹塑性挡块(1)的水平弹性力。7.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，在步骤s5中，当更新后的结构谱加速度值s
i+1
与假定的谱加速度值s
i
不对应时，将步骤s3中的s
i
替换为s
i+1
。8.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，其特征在于，弹塑性挡块(1)的最大位移延性需求μ
d
根据其构造形式、材料性能并结合试验数据综合确定，不超过弹塑性挡块(1)的最大变形能力；板式橡胶支座(2)的最大位移延性需求μ
b
需根据板式橡胶支座(2)、主梁(3)以及桥墩
(4)的尺寸，以允许板式橡胶支座(2)发生滑移，但不允许主梁(3)落梁为目标综合确定。9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器依次连接，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1～4中任意一项所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。10.一种可读存储介质，其特征在于，该存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使处理器执行如权利要求1～4中任意一项所述的一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法。

技术总结
本发明涉及桥梁及地震工程领域，具体是一种公路桥梁经济性准隔震体系设计方法，包括如下步骤：S1、确定桥梁结构，桥梁结构包括桥墩以及布置在桥墩上的主梁，主梁与桥墩之间布置有板式橡胶支座，以使得主梁与桥墩之间可通过板式橡胶支座产生相对滑动位移；桥墩上还布置有对主梁施加沿水平方向弹性力的弹塑性挡块，以使得主梁相对于桥墩产生相对位移后可受弹性力作用复位；本发明可高效便捷地获取满足设计性能目标的弹塑性挡块尺寸、桥墩配筋的设计参数，计算量较小，便于实际工程应用，大幅提升了桥梁准隔震体系的设计和分析效率。桥梁准隔震体系的设计和分析效率。桥梁准隔震体系的设计和分析效率。


技术研发人员：项乃亮 冯扬 黄金汇 陈亮 钟剑 刘笑显
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/25