桥梁支座减震_隔震技术_吴彬
浅谈桥梁减隔震技术
浅谈桥梁减隔震技术摘要：近年来，地震灾害的沉痛教训不断地警示着世人，使人们对桥梁的减隔震研究工作逐渐受到重视，桥梁减隔震理论及技术水平日渐提高。
本文简要叙述了桥梁减隔震技术的原理和减隔震装置类型，并展望了今后桥梁减隔震研究的发展趋势。
关键词：减隔震技术支座类型展望一、引言桥梁工程在现代交通网络中起着重要的枢纽作用，但桥梁容易受到地震等自然灾害的破坏作用，从而造成人员伤亡和财产损失，并使交通中断。
桥梁减隔震技术主要是将桥梁结构与可能引起破坏的地面运动尽可能分离开来，降低桥梁结构的地震力。
理论研究表明，延长结构的自振周期可以有效地减小结构的地震加速度反应，现阶段主要是利用柔性支承来延长结构的自振周期。
因此，目前通常采用的减隔震技术是在桥梁结构的上部结构和下部结构间设置减隔震装置，以减隔震装置的较大相对变形来减少上部结构的加速度反应，大部分地震能量将由减隔震装置的大变形来吸收，降低地震力的作用，减少地震力的破坏程度。
二、减隔震技术1、减隔震技术原理结构地震反应规律结构对地震的反应有两个基本规律：地震动的频率成分很复杂，但地震能量一般集中在一个频率范围内；结构的阻尼越大，结构的地震反应越小。
减隔震技术工作原理为：（1）采用柔性支承延长结构周期，减小结构地震反应。
（2）保证结构在正常使用荷载作用下具有足够的刚度。
2、减隔震技术设计原则采用减隔震技术可以有效地提高桥梁结构的抗震能力。
在设计时要分析其适用条件，正确选择、合理布置减隔震装置，并重视细部构件和构造的合理设计，以确保减隔震设计的效果。
3、减隔震技术的适用条件最适宜进行减、隔震设计的情况有以下三种：（1）桥梁上部结构为连续形式，下部结构刚度比较大，整个桥的基本周期比较短。
（2）桥梁下部结构刚度不均匀，引入减隔震装置可调节各桥墩刚度，避免刚度较大桥墩承担很大惯性力的情况。
（3）场地条件较好，预期地面运动具有较高的卓越频率，长周期范围所含能量较少等情况。
浅谈桥梁减隔震技术
浅谈桥梁减隔震技术随着城市化进程的加速和经济发展的迅猛，人们对大型建筑物的安全性和舒适性的要求越来越高。
然而，地震等自然灾害是不可预测的，给建筑物的稳定性和安全性带来了严峻的考验。
为了提高桥梁的抗震性能，桥梁减隔震技术应运而生。
本文将围绕桥梁减隔震技术的原理、分类和应用进行分析和探讨，为读者进一步了解和掌握该技术提供一定的参考和启示。
一、减隔震技术的概念和原理桥梁减隔震技术是一种通过改变桥梁结构的动力特性实现减震和隔震的技术。
其原理是将桥梁支座与下部结构之间设置减震装置，通过运用弹性材料和阻尼器等元件，有效消除地震对桥梁的影响，降低地震对桥梁的动力响应，达到减震的效果。
同时，它还可以隔离桥墩与桥面板之间的运动，防止桥墩与桥面板之间的摩擦和挤压，降低桥梁的减震需求。
1. 弹性减震技术弹性减震技术是指在桥梁的支座和下部结构之间添加弹性元件，如弹簧或橡胶垫等，来减少桥梁变形和响应。
这种技术优点在于结构简单，易于安装和维护，同时成本相对较低。
其中，橡胶支座是一种常见的弹性减震技术，具有减震效果显著、适用范围广泛等特点，应用十分广泛。
阻尼减震技术是在桥梁的支座和下部结构之间添加阻尼元件，如阻尼器等，通过消耗能量减小桥梁的振动。
这种技术的主要优点在于减震效果好，结构简单，使用寿命长，适用于各种桥型和地震等级条件。
智能减震技术是指通过传感器、控制算法和执行器等附加设备来实现对桥梁动态特性的自适应调节，以达到更好的减震效果。
这种技术的主要优点在于对不同地震条件下桥梁运动的准确预测和把握，能够更好地适应各种复杂运动状态下的桥梁振动。
目前，桥梁减隔震技术已经得到了广泛的应用，特别是在多震区和强震区地区。
例如，在中国，沪杭高速是一条采用减隔震技术的高速公路，在地震等天灾发生时可以有效保障行车安全。
此外，减隔震技术在铁路桥梁、地铁等轨道交通工程领域也有广泛应用，不仅能够减少设备维护的频次，还能够有效提高乘坐的舒适度和安全系数。
浅谈桥梁减隔震技术
浅谈桥梁减隔震技术桥梁减隔震技术是一种通过改变桥梁结构或设置隔震装置的手段，来减少地震对桥梁的影响和损害的技术。
它是近年来国内外桥梁工程领域的研究热点之一，并且已经得到了广泛的应用。
桥梁减隔震技术主要有以下几种方式：一是采用隔震支座来减少地震震动对桥梁的传递。
隔震支座是一种特殊设计的支座，它能够吸收地震能量，减轻地震对桥梁的冲击。
采用隔震支座的桥梁，在地震发生时可以减少地震震动对桥梁的影响，保护桥梁结构的安全性。
二是通过改变桥梁的结构形式来提高抗震能力。
桥梁的结构形式对地震的响应有着重要的影响，合理选择桥梁的结构形式可以提高桥梁的抗震能力。
采用悬索桥的结构形式可以使桥梁在地震中产生更少的变形和应力，提高抗震性能。
三是采用减振器来降低桥梁的振动。
减振器是一种能够吸收振动能量的装置，可以将桥梁的振动降低到合理的范围，减少地震对桥梁的损害。
减振器的种类很多，常见的有阻尼器、液压缓冲器、摆式减振器等。
桥梁减隔震技术的应用可以提高桥梁的抗震能力和地震安全性，减少桥梁工程的损失和灾害。
在地震频发的地区，采用减隔震技术的桥梁能够有效减小地震对桥梁的影响，提高桥梁的抗震能力，为人们出行提供更加安全可靠的保障。
桥梁减隔震技术也存在一些问题和挑战。
隔震支座和减振器等专用装置的成本较高，增加了工程的投资。
这对于一些经济条件较差的地区来说，可能很难承担。
桥梁减隔震技术需要精确的设计和施工，对人员素质和技术水平有较高的要求。
如果设计和施工过程中存在问题，可能会导致减隔震装置不起作用或者出现其他安全隐患，适得其反。
减隔震技术的长期性能和维护管理也是一个需要解决的问题。
桥梁结构设计中减隔震技术的应用研究
桥梁结构设计中减隔震技术的应用研究摘要目前我国桥梁建设工程在与日递增，同时桥梁建设的安全性、稳定性愈发得到了广泛的重视。
随着我国几次重大地质灾害的发生，造成损失极大，桥梁工程对地震地质灾害的抵御、抵抗能力已经成为桥梁重要质量标准之一。
在桥梁结构设计中应用减隔震技术，可以在地震发生时延长桥梁的自震周期，降低损毁的可能。
本文将对减隔震、减隔震技术、减隔震装置进行详细介绍，并分析其在桥梁结构设计中注意事项和应用情况。
关键词桥梁；地震；减隔震各行业的设计、制造技术随着科学技术的发展不断进步，桥梁工程建设也在追求更高的质量标准。
为保证桥梁不在地震发生过程中完全损毁，桥梁设计过程中，抗震性能成为重要指标，减隔震技术在桥梁结构设计中的应用愈发普遍。
关于减隔震技术的研究和相关应用的研究目前也已经成为热点方向。
1 减隔震与减隔震技术首先，地震对桥梁工程的破坏起源于地震所产生的力对桥梁地基的破坏，进而造成桥梁支架移位、断裂，甚至直接造成桥梁梁体倒塌。
桥梁能否正常工作直接影响城市的交通、通讯、运输，地震对桥梁的损坏所造成的直接、间接后果不可估量。
另外，减隔震可以分为隔震作用和减震作用两个方面。
所谓隔震就是要尽最大可能性将地震在地面活动区域与桥梁分隔开，按照地震发生的地点设定路线方向，加长桥梁结构的使用周期，以此来减少桥梁结构与地震所产生地面活动的联系。
另一方面，减震的基本原理就是对地震向桥梁结构发出的冲击力加以缓冲，减震通过把地震能量作用输入到减震元件来进行消耗，以避免地震时地面活动所产生能量对桥梁造成直接冲击，降低地震对桥梁结构损坏的可能性。
在年代较早的桥梁中，主要利用简单的力学原理通过桥梁中元件的强度和变形能力来达到抵抗地震的影响，这种传统的方式、技术手段原理简单，建设难度、成本较低，但是面对地震对地基的破坏多采用精细的内部构件来确定桥梁整体的稳固和完整无缺，其本质仍旧是利用桥梁本体来抵抗、消化地震的能量，没有做到有效地对地震产生的能量进行消减，因此也会在地震发生过程中对桥梁损害程度的降低也十分有限。
桥梁结构减震措施分析
桥梁结构减震措施分析桥梁作为交通运输的重要组成部分，承受着巨大的荷载和振动力。
为了提高桥梁的耐震性能和保证行车的平稳性，采取减震措施是必不可少的。
本文将对桥梁结构减震措施进行分析和探讨。
1. 弹簧隔振器弹簧隔振器是一种常见的桥梁结构减震装置。
其原理是通过在桥墩与桥面接触点之间设置弹性元件，如弹簧，来减少地震或车辆行驶时的振动传递。
弹簧隔振器可以有效地减小桥梁结构所受到的震动冲击，提高桥梁的抗震性能。
2. 高阻尼减震器高阻尼减震器是另一种常用的桥梁结构减震装置。
该装置通常由液体阻尼器和支撑系统组成。
液体阻尼器可以通过液体粘滞阻尼的效应来吸收和分散振动能量，从而降低结构的动态响应。
与弹簧隔振器相比，高阻尼减震器的消能能力更强，适用于抗震性能要求更高的桥梁。
3. 隔震支座隔震支座是一种常见的桥梁减震技术。
该支座的组成部分包括橡胶隔震垫、钢板和导向装置。
隔震支座的核心是橡胶隔震垫，其具有良好的弹性和耐久性，可以有效地吸收和分散地震能量，降低结构的受力和振动。
隔震支座的应用可以大幅度减小桥梁结构受到的地震影响，提高其抗震能力。
4. 主动控制减震技术主动控制减震技术是近年来发展起来的一种新型桥梁减震技术。
该技术利用传感器感知结构的振动和控制器对结构进行实时控制，通过施加力或抗力来减小结构的振动。
主动控制减震技术可以根据外界荷载和震动情况动态调整结构的减震效果，以达到最佳的减震效果。
总结：桥梁结构减震措施包括弹簧隔振器、高阻尼减震器、隔震支座和主动控制减震技术等。
这些技术能够有效地减小桥梁结构所受到的地震或车辆行驶振动，提高桥梁的耐震性能和行车的平稳性。
然而，不同的减震技术适用于不同的桥梁结构和地理环境，需要根据具体情况进行选择和设计。
未来，随着科技的发展和应用的不断推进，桥梁结构减震技术将得到进一步的改进和创新，为我们打造更加安全可靠的桥梁提供技术支持。
浅谈桥梁减隔震技术
浅谈桥梁减隔震技术桥梁减隔震技术是通过在桥梁结构中增加减震装置，降低地震产生的动力响应，减小地震对桥梁的破坏力。
减隔震技术主要包括减震支座、减震墩、减震梁等。
减震支座是桥梁减隔震技术的核心装置之一，其作用是使桥梁与地面之间产生一种“解耦”效果，达到阻止地震波传递到桥梁上的目的。
减震支座在垂直方向上可以起到减震效果，同时在水平方向上也可以提高桥梁的位移能力，减小地震引起的滑移位移。
减震墩是一种可以减少桥墩的地震响应的装置，它通常由一层或多层的弹性隔震层组成，可以有效地吸收和耗散地震的能量。
减震墩可以降低地震对桥墩产生的弯曲和剪切力，提高桥梁的耐震能力。
减震梁是一种可以增加桥梁的抗震性能的装置，它利用弹性材料和减隔震装置来降低地震荷载对桥梁的影响。
减震梁可以通过改变桥梁的刚度和阻尼特性来减小地震对桥梁的影响。
桥梁减隔震技术的应用，可以显著提高桥梁的地震抗力和安全性能。
它可以减小地震对桥梁产生的位移和变形，降低地震的破坏性，保护人们的生命和财产安全。
桥梁减隔震技术还可以减少桥梁的维修和加固成本，提高其使用寿命和经济效益。
桥梁减隔震技术也存在一定的局限性。
减隔震技术的成本较高，需要投入大量的资金和人力物力。
减隔震技术需要考虑到桥梁结构和地震特性的匹配性，选择合适的减震装置和参数。
减隔震技术需要定期检修和维护，以保证其正常运行。
桥梁减隔震技术是一种有效的提高桥梁抗震能力的方法。
通过在桥梁结构中增加减震装置，可以有效地降低地震对桥梁的破坏力，保障桥梁的安全性能。
在应用减隔震技术的还需要充分考虑其成本、适用性和维护等因素，以实现桥梁抗震的长期稳定运行。
采用减隔震支座提高桥梁结构的安全性
采用减隔震支座提高桥梁结构的安全性【摘要】为了更好地提高桥梁结构的安全性，本文从减隔震设计、隔震装置的类型，以及减震技术的不足之处这三个方面对减隔震支座在提高桥梁结构安全性的应用进行阐述。
【关键词】减隔震支座；桥梁；结构；安全性一、前言在桥梁的建筑结构施工时，加入减隔震支座技术，可以最大程度的避免桥梁受到强震的影响，提高桥梁的安全性。
因此，我们需要对减隔震技术进行详细的分析，以便提高技术的适用范围。
二、减隔震设计1.减隔震原理图1为结构的加速度反应谱，从图1可看出，延长结构的自振周期可以有效地减小结构的地震加速度反应，从而减小结构所受到的地震荷载。
但是，随着结构自振周期的延长，结构位移也同时增加，为了减小由于结构自振周期延长而增加的结构位移，可以采用增加结构阻尼的方法，由图2可见，加大结构的阻尼，结构的位移能得到明显的抑制。
因此减震的机理是：（1）增加结构的柔性以延长结构的自振周期，达到减小由于地震所产生的地震荷载；（2）增加结构的阻尼或能量耗散以减小由于结构自振周期延长而增加的结构位移。
2.减隔震支座我国桥梁橡胶支座的研究工作开始于20世纪60年代初，1965年在广东肇庆的公路桥首次使用了板式橡胶支座，铁路部门于1969年在安徽固镇桥上使用了板式橡胶支座，目前板式支座在铁路中、小跨度桥梁上广泛使用。
板式橡胶支座是由橡胶板与薄钢板交替结合而成，由于薄钢板对橡胶的横向变形产生约束，使其具有非常大的竖向刚度；但在水平方向，薄钢板不影响橡胶的剪切刚度，因而保持了橡胶固有的柔韧性。
研究结果表明：板式橡胶支座的力———位移滞洄曲线是狭长的，可以近似作线性处理。
板式橡胶支座主要是靠增加结构柔性，延长结构周期来达到减震的效果，但其减小桥墩地震荷载的同时，也增加了梁体与墩台之间的相对位移。
铅芯橡胶支座在一些多地震的国家中已广泛应用于桥梁上。
自1978年至1992年新西兰已有39座桥梁上采用了铅芯橡胶支座，日本从1991年至1992年有10多座桥梁采用铅芯橡胶支座，美国从1984年到1992年有20多座桥梁采用铅芯橡胶支座，我国曾在首都机场新航站扩建道路工程的桥梁上采用铅芯橡胶支座20多个。
减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析
减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析1. 引言1.1 背景介绍减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析引言随着经济的发展和人们生活水平的提高，桥梁已经成为现代交通建设中不可或缺的重要组成部分。
桥梁结构在遭受地震、风灾等外力的作用时，容易发生破坏，给人们的生命财产安全带来巨大威胁。
提高桥梁结构的抗震性能成为当前工程建设中亟待解决的重要问题。
本文将围绕减隔震技术在桥梁结构设计中的应用展开分析，探讨其在提高桥梁抗震性能方面的作用与价值。
结合实际案例和理论分析，对减隔震技术的影响因素、设计原则进行详细探讨，并展望未来减隔震技术在桥梁结构设计领域的研究方向。
愿通过本文的分析，为提高桥梁结构的抗震能力提供一定的参考和指导。
1.2 研究目的研究目的主要是探讨减隔震技术在桥梁结构设计中的应用情况，分析其在提高桥梁结构抗震性能、延长桥梁使用寿命和减少震害方面的效果。
通过对减隔震技术在实际工程中的应用案例进行梳理和总结，深入剖析其优缺点、效果和应用范围，为今后桥梁结构的设计和施工提供技术支持和指导。
通过研究目的的明确，可以为优化桥梁设计方案、提高桥梁结构抗震性能和安全性、降低维护成本等方面提供理论基础和实践经验，为减隔震技术在桥梁结构设计中的广泛应用打下基础。
通过本研究的目的，旨在推动减隔震技术在桥梁结构设计中的应用，促进我国桥梁工程领域的发展。
1.3 意义引言-意义:减隔震技术在桥梁结构设计中的应用具有重要意义。
随着交通运输的发展和城市化进程的加快，桥梁作为城市交通重要组成部分的重要性日益突出。
而桥梁结构在遭受地震等自然灾害时容易受到破坏，给人们的生命财产安全带来极大威胁。
减隔震技术在桥梁结构设计中的应用能够有效减小地震对桥梁结构的影响，提高桥梁结构的抗震性能和安全系数，有助于保障城市交通运输的畅通和人们的生命财产安全。
减隔震技术在桥梁结构设计中的应用也有利于提高桥梁结构的使用寿命和维护性，减少对桥梁的修复和维护费用，降低维护成本，延长桥梁的使用寿命，符合可持续发展的理念。
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桥梁支座减震、隔震技术
吴 彬 庄军生
(铁道科学研究院)
【摘要】简要介绍减震、隔震技术及基础隔震系统,论述常用桥梁减震支座的减震原理、力学模型和运动方程。
【关键词】减震、隔震技术 基础隔震系统 桥梁减震支座 铅芯橡胶支座
1 前言
随着科学技术的迅速发展,对地震机制、结构破坏机理的研究和认识愈来愈深入,抗震理论和抗震措施不断取得新的突破。
为了更有效地保护结构及内部设备、仪器、网络和装饰物等不受损坏,19世纪末、20世纪初产生了减震、隔震技术。
减震、隔震技术是通过采用减震、隔震装置将结构(或部件)尽可能与地震地面运动(或支座运动)分隔开来,从而大大减少传递到上部结构的地震力和能量。
而传统结构抗震设计方法是依靠结构构件自身较高的强度来抗御地震作用和结构构件自身的较小变形来吸收地震能量,它容许很大的地震力和地震能量从地面传递给结构。
尽管适当选择塑性铰的位置和仔细设计构件的细部构造可以确保结构的整体性和防止结构倒塌的发生,但结构受迫振动及构件的损伤是不可避免的。
因此隔震建筑物比传统的非隔震建筑物具有更高的安全性。
综合安全、经济、可行性等因素的考虑,倍受青睐的减震、隔震技术是基础隔震技术。
基础隔震是在上部结构和基础之间设置隔震层,通过隔震层的隔震系统来限制和吸收传入结构的地震能量。
因此,组成隔震系统的主要基本构件包括:①竖向支承机构(支承上部结构全部重量);②水平隔震机构(隔离或减小地面运动向上部结构的传递);③阻尼机构(吸收地震能量,以及抑制地震波中长周期成分带来的大位移);④复位或限位机构(消除过大残余位移、限制结构位移在容许范围内)。
除此之外,为保持结构有足够的初始刚度,以确保结构的常态使用性。
综上所述,隔震系统的各构件既可各自独立存在,也可组合存在。
2 桥梁隔震支座
桥梁的隔震系统通常设在梁体与墩台之间,多采用隔震支座形式。
2.1 叠层钢板橡胶类隔震支座
由叠层钢板橡胶类支座组成的桥梁隔震装置是目前主要使用的桥梁隔震系统。
(1)板式橡胶支座
板式橡胶支座是由薄橡胶板和薄钢板交错叠合并相互硫化粘接而成的产品。
由于钢板对橡胶板横向变形产生约束,使其具有非常大的竖向刚度。
同时钢板又不影响橡胶板的剪切变形,保持了橡胶固有的柔韧性,使其具有比竖向刚度小得多的水平刚度,及延长桥梁结构的水平自振周期。
从而使支座具备竖向支承与水平隔震机构的双重功能。
但由于它采用天然橡胶或氯丁橡胶,本身无明显的阻尼性能,通常天然橡胶支座的阻尼比仅为0.02～0.03以下,而氯丁橡胶支座的阻尼比也只能达到0.05～0.07,因此一般需与阻尼机构一起使用。
其力学模型见图1(a),运动方程为:
ǜ+2ξω0﹒u+ω20u=-ǜg
式中 u———隔震系统的位移;
﹒u———隔震系统的速度;
ǜ———隔震系统的加速度;
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铁道建筑 2002年第12期
ǜg ———地震加速度;ξ———阻尼比;ω0—
——系统的圆频率。
(2)高阻尼橡胶支座
为了改善普通橡胶支座的阻尼特性,近年来世界各国致力于开发具有高阻尼的橡胶支
座,例如高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座。
高阻尼橡胶支座的形状与板式橡胶支座相同,但其中的橡胶板是由高阻尼橡胶制成的,其阻尼大小由橡胶中加入的石墨量来调整,通常可使阻尼比达到0.17～0.18。
但这种橡胶的性能尚不稳定,还需进一步研究改进。
(3)铅芯橡胶支座
在板式橡胶支座的中部或中心周围竖直地压入纯度为99.9%的铅芯就形成了铅芯橡胶支座。
它吸收耗散振动能量的功能是通过铅芯的剪切变形来实现的。
由于可以通过调节铅芯的直径或截面积来选定阻尼,因而支座的设计有较大灵活性。
使用金属铅的原因是因为铅在经过冷变形后,可在常温下再结晶(15℃)。
在荷载反复作用下,铅芯橡胶支座可以保持它的性能,具有良好的耐久性。
同时铅芯的存在又增加了支座的早期刚度,对控制风反应和抵抗地基的微震动有利。
它可以单独作为隔震系统使用。
其力学模型见图1(b ),运动方程为:
ǜ+2ξω0﹒u +ω2
0u +Q (﹒u ,u )=-ǜg 式中 Q (﹒u ,u )———恢复力;
其余符号同前。
图1 隔震支座力学模型
上述三种支座的隔震原理基本相同,现用地震反应谱图2来加以说明。
通常桥梁结构的刚度较大,周期较短,如图2中A 点,其地震反
应的加速度放大倍数β值较大,位移反应较小。
如将桥梁的基本周期延长,阻尼不变,如图2中的B 点,其加速度反应显著降低,但位移反应明显增加。
如再加大阻尼,加速度反应继续减弱,位移反应也得到抑制,如图2中的C 点。
因此这类支座隔震的原理是:延长桥梁结构的固有周期,使其避开地震能量集中的范围,从而降低桥梁结构的地震反应;适当增大支座阻尼,吸收、耗散传入桥梁结构的能量,使支座承受的位移在某个可以接受的使用范围内。
(a )加速度反应谱 (b )结构位移反应谱
图2 地震反应谱
2.2 滑动摩擦隔震支座
滑动支座的隔震原理是,当结构受到较小的地面激励时,静摩擦力阻止上部结构滑动,使结构保持稳定;当地面激励超过某一限度即超过最大静摩擦力时,滑动面开始滑移,发挥隔震作用。
这时即使地面激励再增大,传入上部结构的地震力也不会随之增加。
因此,通过选取适宜的摩擦材料就可以控制传入上部结构的地震力。
其优点是,受地面运动频率特性的影响很小,不会发生共振现象。
缺点是结构的滑移量随地震强度的增加而增大。
静、动摩擦系数之差对隔震性能影响较大,由于动摩擦系数比静摩擦系数小,滑动一旦开始,速度不断增加,当摩擦阻力减小较大时,就会出现类似于负刚度现象,这不仅会造成滑移量大,有时甚至可能出现滑移失稳,因此,需匹配合适的限位复位机构。
另外,它们对中小地震的隔震效果不良;在长期不活动的条件下,其摩擦系数可能发生变化。
在桥梁工程上使用的滑动支座有聚四氟乙
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烯滑板橡胶支座和盆式橡胶支座,其力学模型
如图1(c),运动方程为:
滑动时 ǜ+μgS gn(﹒u)=-ǜg,
不滑动时 μg-|ǜg|>0。
式中 μ———摩擦系数;
S gn(﹒u)———摩擦系数的修正函数。
为了克服滑动支座的缺点,产生了回弹滑动支座(R-FBI系统)和摩擦锤支座(FPS)。
回弹滑动支座是一种兼有摩擦滑移与限位复位双重功能的支座,它是由一组重叠放置又能相互滑动的带孔聚四氟乙烯薄板和一个中央橡胶核、若干个卫星橡胶核组成。
橡胶核对聚四氟乙烯薄板间的滑动位移与滑动速度沿支座高度进行分配,以防止局部产生过大位移,并提供恢复力。
其力学模型如图1(d),运动方程为:
滑动时 ǜ+2ξω0﹒u+ω20u+
μgS gn(﹒u)=-ǜg,
不滑动时 μg-|ǜg+ω20u|>0。
摩擦锤支座除具有平面滑动支座的隔震功能外,由于滑移面是球面,还有依靠重力自动限位复位的能力,它是一种能依靠重力限位复位的摩擦滑移复合隔震系统。
其力学模型如图1 (e),运动方程为:
滑动时 ǜ+μgS gn(﹒u)+Q(u)=-ǜg,
不滑动时 μg-|ǜg|>0。
这两种支座的滑移量得到了限制,但也使传入上部结构的地震力有所增加,且受输入频率的影响也有所增加。
2.3 粘性体减震支座
粘性体减震支座属于粘性阻尼耗能装置,其隔震原理是通过粘性体的粘性剪切达到吸收和耗散振动能量的目的。
这类支座一般是支座内箱与桥梁上部结构固定,支座外箱与桥梁下部结构固定,改变粘性体的剪切面的大小,可达到调节支座性能的目的。
其减震效果比较理想,但它的构造及加工复杂。
其力学模型如图1(f),其运动方程为:
ǜ+2ξω0﹒u=-ǜg。
3 结语
上述减震支座在各国隔震桥梁中均被采用,但近年来使用较多的是铅芯橡胶支座。
这是由于它提供了隔震结构较经济的方法,即将竖向支承、水平向柔性、滞变阻尼、恢复力及对微震和风反应的控制这几种功能结合在一起。
它的减震效果和常态使用性均佳,这已在国外的实桥中得到应用,尤其是在日本1995年阪神大地震中经受了考验,得到了充分的验证。
目前在国内已有一些隔震建筑物采用了这种支座,但在桥梁中还只是处于试用阶段。
为了推动铅芯橡胶支座在桥梁中的实际应用,同时也为采用减震支座的桥梁隔震设计提供依据,应尽快制定出相应的规范,目前尚需进行如下工作:
(1)铅芯橡胶支座的力学性能研究,包括静力、动力性能及其动力性能的稳定性。
(2)铅芯橡胶支座的构造与性能关系的研究,确定相应的设计参数和方法,并制定出产品标准。
(3)进行铅芯橡胶支座减震与桥梁的动力响应特性关系的分析,找出地震波特性、铅芯橡胶支座特性和桥梁下部结构特性及场地特性的关系,确定铅芯橡胶支座在桥梁中的适用范围。
(4)为能充分发挥支座减震作用,还需进行减震桥梁细部构造设计的研究。
改回日期:2002-10-10
(责任审编 白敏华
)
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