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圆形高阻尼支座

发布时间:2018/03/02
圆形高阻尼支座

  一、减隔震支座概述
  位于地震区的桥梁支座在设计中均考虑了地震检算,按抗震设计的概念,一般均是根据地震加速度动峰值,由支座部件及锚栓的剪切来承受全部地震力,并未考虑地震消能的相应措施,因而,一旦发生特大地震时,容易发生支座部件或支座锚栓被剪坏等现象。
  地震区桥梁结构设计中基本遵循"小震不坏,中震可修,大震不倒"的原则,为此桥梁结构设计中引入了延性设计的概念。桥梁结构设计中或者考虑在桥墩处形成塑性铰,或者通过在桥梁与桥墩之间的支座部位设置减、震支座,增加桥梁结构的延性,以耗散地震的能量。地震中桥墩混凝土形成塑性铰后,结构延性增加,但将地震后的修复工作带来了很大的难度和工作量。而采用减、震支座时,地震后减、震部件可能损害,桥梁整体不会倒塌,地震后的修复工作相对比较容易,必要时可以更换支座。因此,采用减、震支座是一种切实可行的减震方法。
  二、铅芯减隔震支座
  铅芯减隔震橡胶支座是在一般板式橡胶支座的基础上,在支座中心放入铅棒,以改善橡胶支座的阻尼性能的一种减隔震支座。铅芯减隔震支座承受结构物的重量及水平力,使铅芯产生滞后阻尼的塑性变形,并通过橡胶提供水平恢复力。
  金属铅在环境温度下处于"热工作"状态,当发生塑性变形后,金属铅能够逐渐恢复原有的力学性能。当板式橡胶支座的钢板和橡胶把铅芯紧紧的约束后,迫使全部铅芯在支座发生剪切变形时,产生塑性剪切变形,其结果改变了支座的滞回曲线,使支座具有良好的阻尼效果。
  铅芯隔震支座具有以下特点:
  竖向刚度大,承载性能好,能稳定地支承桥梁上部结构的荷载。
  水平刚度适中,能满足地震产生的大位移需要。
  通过调整铅芯的面积,可以改变铅芯隔震橡胶支座的阻尼比,能有效的吸收地震能量。
  三、高阻尼减隔震支座
  高阻尼减隔震支座主要是通过改进橡胶配方,是橡胶本身材料的阻尼增加,从而使支座的阻尼比可以达到15%~18%。按我国交通行业标准区分为:高阻尼减隔震支座(阻尼比12%、15%和18%)和超高阻尼减隔震支座(阻尼比可达20%)。
  高阻尼减隔震支座产品特点
  水平变位能力强,可有效吸收地震能量;
  结构复位能力强,基本不发生残余位移;
  材料阻尼效果好,具有良好的耗能能力;
  产品结构、功能灵活多样,适用范围广;
  改善受力,经济环保,降低工程总造价;
  安装及检修更换方便,运行维护成本低。
  四、摩擦摆式减隔震支座
  摩擦摆式减隔震支座是1985年由美国地震保护体系(EPS)公司研制而成,并首先 用于房屋建筑结构上。摩擦摆式减隔震支座的本质也是摩擦阻尼支座,在桥梁正常运行中,摩擦摆减隔震球型支座与普通型球型支座功能完全一样。地震来临时,当桥梁所承受的水平力大于剪力螺栓剪断力螺栓剪断力时,剪力螺栓剪断,限位装置打开,支座通过圆弧面之间的相对滑动,将粱体与墩台隔离开,使大部分地震能量无法从墩台传递到粱体。
  摩擦摆支座隔震消能原理是利用简单的钟摆机理来延长结构的振动周期,以大幅度减少结构因地震作用而引起的放大效应,并通过支座圆弧面之间的摩擦来达到消耗地震能量,减少地震能量的输入。
  地震过后,其特有的圆弧滑动面具有自动复位功能,可以有效地限制隔震支座的位移,使其震后恢复原位。
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