桥梁各种隔震橡胶支座工作原理及性能简介
叠层隔震橡胶支座隔震原理
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。
板式隔震橡胶支座是由薄橡胶板和薄钢板一层层交错叠合粘接起来,在一定的温度和压力下硫化成型得到的产品。由于钢板对橡胶板横向变形产生约束,使其具有较大的竖向刚度。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很多的水平刚度。从而具备了竖向支承与水平隔震机构的双重功能。由于它采用天然橡胶,因此本身无明显的阻尼性能,阻尼比很小。该支座能够增加桥梁结构的柔性,减小桥梁结构的地震反应,但不能很好的控制梁体位移,因此一般需与阻尼机构一起使用。
为了改善普通橡胶支座的阻尼特性,近年来世界各国均在致力于开发具有高阻尼的橡胶支座,如:高阻尼隔震橡胶支座、铅芯隔震橡胶支座。
高阻尼隔震橡胶支座的形状同板式隔震橡胶支座,但其中的橡胶板是由高阻尼橡胶制成的,。其吸收耗散振动能量的功能是由具有高阻尼性能的橡胶来实现。在橡胶中加入石墨可增加橡胶的阻尼,通过调整石墨的加入量,可改变高阻尼橡胶支座的阻尼特性,从而得到不同的设计,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,对加载幅值和加载时间有很强的依赖性,还需进一步研究改进。
在板式隔震橡胶支座的中部或中心周围部位竖直地压入纯度为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(巧℃)。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。铅棒的灌入,同时也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。它可以单独地在隔震系统中使用。
在板式隔震橡胶支座基础上,加上弧形钢板条就构成了新型减震支座。它保留了板式橡胶支座的特点,如在竖向有足够的刚度,并有一定的柔性,同时利用了弧形钢板条在地震过程中的弹塑性变形来达到耗散地震能量,增加结构阻尼的效果。它的耗能性能较板式橡胶支座提高4一6倍。但目前尚未在工程中实际应用。
