橋梁減隔震技術(shù)發(fā)展研究論文

1、橋梁減隔震技術(shù)發(fā)展研究劉漢云(班級(jí)：08天佑班， 學(xué)號(hào)：1208080912， 中南大學(xué)土木建筑學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410075 湖南)摘要:。(200字內(nèi))關(guān)鍵詞： ； ； ；(46個(gè))1 引言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)地震機(jī)制、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的研究和認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，抗震理論和抗震措施不斷取得新的突破。為了更有效地保護(hù)建筑及結(jié)構(gòu)等不受損壞，19實(shí)際末、20世紀(jì)初產(chǎn)生了減震、隔震技術(shù)。減震隔震技術(shù)是通過采用減震、隔震裝置將結(jié)構(gòu)（或部件）盡可能與地震地面運(yùn)動(dòng)（或支座運(yùn)動(dòng)）分隔開來(lái)，從而大大減少傳遞到上部結(jié)構(gòu)的地震力和能量。而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法是依靠結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身較高的強(qiáng)度來(lái)抗御地震作用和結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的較

2、小變形來(lái)吸收地震能量，它容許很大的地震力和地震能量從地面?zhèn)鬟f給結(jié)構(gòu)。盡管適當(dāng)選擇塑性鉸的位置和仔細(xì)設(shè)計(jì)構(gòu)件的細(xì)部結(jié)構(gòu)可以確保結(jié)構(gòu)的整體性和防止結(jié)構(gòu)倒塌的發(fā)生，但結(jié)構(gòu)受迫振動(dòng)及構(gòu)件的損傷是不可避免的。因此隔震結(jié)構(gòu)及建筑物比傳統(tǒng)的非隔震建筑物具有更高的安全性。減隔震技術(shù)應(yīng)用在橋梁結(jié)構(gòu)中，可以顯著提高結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)的安全性，減輕結(jié)構(gòu)破壞。在橋梁中采用減隔震支座可以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)自振周期和耗散地震能量，從而減輕地震對(duì)下部結(jié)構(gòu)的作用。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是依靠增加結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度、變形能力來(lái)抗震的，盡管通過適當(dāng)選擇塑性鉸位置和細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)可以防止結(jié)構(gòu)的倒塌，但結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷是不可避免的。與延性抗震設(shè)計(jì)相比，減隔

3、震設(shè)計(jì)可以減小橋墩所受內(nèi)力從而保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)免受地震破壞，提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，避免橋墩破壞后修復(fù)困難。2 橋梁減隔震技術(shù)發(fā)展歷史分析2.1 國(guó)外橋梁減隔震技術(shù)發(fā)展目前，減隔震技術(shù)在國(guó)外橋梁抗震中已有廣泛應(yīng)用，早在20世紀(jì)70年代，新西蘭、意大利、美國(guó)、日本等國(guó)家就開始將減隔震技術(shù)用于橋梁中，得到了怠好的效果。新西蘭自1973年開始，到1993年為止，有48座公路橋和l座鐵路橋采用了隔震技術(shù)，其中包括4座應(yīng)用隔震技術(shù)加固以提高抗震性能的橋梁。新西蘭第l座隔震橋是mout bridge，建于1973年，170 m長(zhǎng)的鋼桁架橋面，由鋼筋混凝土薄腹橋墩支承。上部結(jié)構(gòu)采用滑動(dòng)支承隔震，隔震系統(tǒng)的阻尼由u

4、型鋼彎曲梁提供。1981年建成的south rangitikei鐵路橋，由6跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱型空心支架梁組成，總長(zhǎng)315 m，橋墩高70 m，地震作用下傳遞到細(xì)長(zhǎng)鋼筋混凝土h型橋墩上的力通過橋墩2個(gè)柱底的交替升降，使橋墩可以作橫向擺動(dòng)來(lái)控制地震力。墩柱搖擺提升及相應(yīng)橋臺(tái)面橫向位移的范同用扭轉(zhuǎn)鋼梁阻尼器的滯回耗能加以限制，該阻尼器連接在搖擺提升式墩柱的底部與大剛度支承樁的頂部之間。搖擺提升作用對(duì)這座橋減輕地震荷載是非常有效的，因?yàn)檫@座橋的重心很高，因此非隔震設(shè)計(jì)主要為墩腳處的傾覆力矩所控制。因樁帽剛度相對(duì)較大，估計(jì)搖擺提升機(jī)構(gòu)自身的阻尼很低，所以搖擺提升過程中的滯回阻尼效果相當(dāng)明顯。新西蘭的te

5、 teko橋采用鉛芯橡膠支座進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)，是世界上為數(shù)不多的經(jīng)歷強(qiáng)震的隔震橋梁，在1987年的edgecumbe地震中經(jīng)受了峰值大約為030035 g的地面加速度的沖擊。該橋共5跨，每跨20 m，采用預(yù)制u型梁、現(xiàn)澆橋面板以及圓柱形單墩，每跨端部均采用鉛芯橡膠支撐。為防止水平滑移，隔震裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)有效高度為20 mln的約束環(huán)，然而實(shí)際西端橋臺(tái)上環(huán)形約束的有效，高度僅為5 mm，由于結(jié)構(gòu)的這個(gè)缺陷，橋臺(tái)的1個(gè)支座在地震中失效，從而導(dǎo)致橋梁發(fā)生中等程度的破壞。從各國(guó)的橋梁減震應(yīng)用情況看，除意大利外，橋梁減隔震設(shè)計(jì)中最常采用的是鉛芯橡膠支承，高阻尼橡膠支承，且通常安裝在橋梁上部結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺(tái)之

6、間。大部分建成的減隔震橋位于高烈度區(qū)，基礎(chǔ)形式包括剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。值得注意的是，在日本減隔震技術(shù)很少用于簡(jiǎn)支梁橋，多用于連續(xù)粱橋。在對(duì)簡(jiǎn)支梁橋進(jìn)行加固時(shí)，通常先將簡(jiǎn)支橋面板連續(xù)化，再引人減隔震支承。為了減少伸縮縫的使用以改善運(yùn)營(yíng)狀況，同時(shí)提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，還在許多超多跨連續(xù)梁橋中使用了減隔震支承，最長(zhǎng)一聯(lián)的長(zhǎng)度已達(dá)到910 m。2.2我國(guó)橋梁減隔震技術(shù)發(fā)展我國(guó)抗震加固措施的研究與應(yīng)用經(jīng)歷了一個(gè)曲折的過程，新中國(guó)成立后由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平落后，經(jīng)濟(jì)水平有限以及人們對(duì)地震災(zāi)害嚴(yán)重性、建筑物抗震重要性的認(rèn)識(shí)不足，抗震設(shè)計(jì)一直沒有得到很好的貫徹實(shí)施。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)著手對(duì)已有建

7、筑物抗震措施技術(shù)和方法進(jìn)行研究，并取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)減隔震技術(shù)的應(yīng)用還很少，只有很少數(shù)的幾座橋采用了減隔震支座，如汕頭海灣二橋、南京跨線橋等。但在建筑方面的減隔震技術(shù)發(fā)展得要快一些，國(guó)內(nèi)已有一些建筑采用了減隔震技術(shù)。減隔震耗能技術(shù)可以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期, 降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng), 減少和避免地震可帶來(lái)的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。國(guó)外在橋梁的減隔震方面具有大量的研究成果,減隔震裝置在歷次大地震中也經(jīng)受了考驗(yàn)。橋梁抗震的設(shè)計(jì)方法也從地震經(jīng)驗(yàn)中得到了不斷的改進(jìn)與發(fā)展，由起初的單一強(qiáng)度控制到強(qiáng)度、位移雙標(biāo)準(zhǔn)控制，到現(xiàn)在是多指標(biāo)的結(jié)構(gòu)性能控制，歸納起來(lái)，橋梁的抗震設(shè)計(jì)方法主要有基于強(qiáng)度設(shè)計(jì)、基于位移設(shè)計(jì)、

8、基于性能的抗震設(shè)計(jì)、基于能量設(shè)計(jì)以及能力抗震設(shè)計(jì)方法。過去，大多數(shù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是依據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，基于強(qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)方法首先是根據(jù)反應(yīng)譜或等效靜力法考慮綜合影響系數(shù)或反應(yīng)修正系數(shù)計(jì)算地震作用效應(yīng)，然后根據(jù)地震作用效應(yīng)檢算或設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度，為目前國(guó)內(nèi)外主要規(guī)范所采用，如美國(guó)的aashto規(guī)范、歐洲的eurocode8規(guī)范以及我國(guó)的公路和鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都是采用基于強(qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)方法。從實(shí)際地震中觀察到的結(jié)構(gòu)反應(yīng)性能表明，只要能夠維持結(jié)構(gòu)的初始強(qiáng)度，不出現(xiàn)由于非彈性變形的加劇而導(dǎo)致的強(qiáng)度驟降，結(jié)構(gòu)就能在地震中幸存，而且震后維修費(fèi)用不會(huì)很高。20世紀(jì)60年代，以newmark為首的研究者們

9、提出用“延性”一這個(gè)簡(jiǎn)單概念來(lái)概括結(jié)構(gòu)物超過彈性階段的抗震能力，延性大小是結(jié)構(gòu)物抗震能力強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。在1971年美國(guó)san femalldo地震中，許多按照新的抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑、橋梁結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌的原因并不是強(qiáng)度不足，而是由于地震激起的反復(fù)的彈塑性變形循環(huán)，超出了結(jié)構(gòu)的滯回延性，此后，延性抗震才真正得到重視。20世紀(jì)70年代初，以park r和paulay t為首的新西蘭學(xué)者在總結(jié)震害教訓(xùn)和試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，提出了延性抗震設(shè)計(jì)理論，以及能力設(shè)計(jì)方法?；谖灰频脑O(shè)計(jì)方法在20世紀(jì)50年代就有人提出，直到20世紀(jì)90年代初期，美國(guó)加州大學(xué)berkley分校moehle j p

10、提出了基于位移的抗震設(shè)計(jì)理論，他提出基于位移的抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，使結(jié)構(gòu)的塑性變形能力滿足在預(yù)期地震作用下的變形要求，這全新的概念最早應(yīng)用于橋梁設(shè)計(jì)。這種方法被加州交通局caltrans抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則121所采用。另方面，這種抗震設(shè)計(jì)方法對(duì)于延性結(jié)構(gòu)或延性構(gòu)件是可取的，但是，對(duì)于由強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)的脆性結(jié)構(gòu)或延性結(jié)構(gòu)中的脆性構(gòu)件，采用這種方法也是不適合的。出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，在確保生命安全的前提條件下，容許工程結(jié)構(gòu)在遇到破壞性地震時(shí)有一定程度的破壞。然而，近代的幾次地震災(zāi)害中，人員傷亡減少了，經(jīng)濟(jì)損失卻非常大，于是各國(guó)地震工程研究者就對(duì)過去長(zhǎng)期視為正確的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行反思，認(rèn)為抗震設(shè)計(jì)除了應(yīng)考慮

11、人身安全外，還應(yīng)控制結(jié)構(gòu)破壞所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，基于性能的抗震設(shè)計(jì)就是在這種背景下產(chǎn)生了。這是工程抗震發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑，抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)從“力”的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到結(jié)構(gòu)物整體抗震性能的設(shè)計(jì)。目前，美國(guó)aashto規(guī)范、caltans抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、歐洲eurocode8規(guī)范、日本和加拿大橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中都采納了延性抗震理論，現(xiàn)在各國(guó)學(xué)者正在為基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法在橋梁抗震中的應(yīng)用做著大量的研究工作，這種全新的抗震設(shè)計(jì)方法是國(guó)內(nèi)外橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的趨勢(shì)。此外，一些學(xué)者還提出基于能量的設(shè)計(jì)方法，該方法是以輸入結(jié)構(gòu)的能量為設(shè)計(jì)依據(jù)，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能夠吸收從地面輸入的能量而不致破壞。有許多人對(duì)此

12、進(jìn)行了研究，但還沒有達(dá)到實(shí)用階段。3 橋梁減震隔振的措施地震對(duì)人類的危害性是無(wú)法估量的。從512汶川大地震中橋梁震害看，支座損害是最普遍和主要的問題，從支座隔震、減震耗能和易于更換入手，并與結(jié)構(gòu)抗震分析相結(jié)合是最直接和經(jīng)濟(jì)有效的抗震減震方法。3.1提高結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度進(jìn)行抗震該方法原理是通過提高建筑物本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)抵抗地震力，是一種較傳統(tǒng)及比較通用的抗震思路，它容許很大的地震力和地震能量從地面?zhèn)鬟f給橋梁。該方法不足之處是盡管適當(dāng)選擇塑性鉸的位置和仔細(xì)設(shè)計(jì)構(gòu)件的細(xì)部構(gòu)造可以確保結(jié)構(gòu)的整體性和防止結(jié)構(gòu)倒塌的發(fā)生，但結(jié)構(gòu)受迫振動(dòng)及構(gòu)件的損傷是不可避免的，而且需耗費(fèi)大量的鋼筋水泥等原材料，且占用空間面積

13、大，施工進(jìn)展慢，需大量的人力及物力。3.2隔震法抗震該方法是通過隔震產(chǎn)品將地震變形集中到隔震產(chǎn)品上，從而達(dá)到減少結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的，限制能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞，提高建筑物抗震的安全度。隔震方法在美國(guó)、日本、臺(tái)灣已有成功工程實(shí)例，如美國(guó)鹽湖城大廈、洛杉磯政府大樓及13本的辦公樓、機(jī)場(chǎng)等均采用該方法，隔震效果十分明顯。隔震橋梁比傳統(tǒng)的非隔震橋梁具有更高的安全性。3.3耗能減震法該減震方法是通過在結(jié)構(gòu)物的某些部位增設(shè)耗能(阻尼)減震器或耗能組件，以減小地震反應(yīng)，是一種正在興起的新減震方案。此方法主要是依賴增加結(jié)構(gòu)的能量耗散能力，而不是依靠增加結(jié)構(gòu)的剛度和延性來(lái)加固結(jié)構(gòu)，換句話說(shuō)，地震輸入到結(jié)構(gòu)中的能量通

14、過由耗能器組成的非承重構(gòu)件耗散掉，而不是由結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的屈服或破壞吸收掉。阻尼是結(jié)構(gòu)振動(dòng)衰減的根本原因，故增大了結(jié)構(gòu)阻尼比是采用耗能結(jié)構(gòu)的主要特征。為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，國(guó)內(nèi)外科研人員通過研究提出了許多新的抗震技術(shù)，主要包括減隔震技術(shù)、被動(dòng)控制技術(shù)、主動(dòng)控制技術(shù)及混合控制技術(shù)等。減隔震技術(shù)是指通過采用減隔震裝置來(lái)盡可能地將結(jié)構(gòu)或部件與可能引起破壞的地震地面運(yùn)動(dòng)或支座運(yùn)動(dòng)分離開來(lái)，大大減少傳遞到上部結(jié)構(gòu)的地震力和能量。在滿足正常使用要求的情況下，這種分離或解藕是通過增加系統(tǒng)的柔性和提供適當(dāng)?shù)淖枘醽?lái)實(shí)現(xiàn)的。從性質(zhì)上說(shuō)，減隔震方法也是結(jié)構(gòu)控制方法中的一種，屬于被動(dòng)控制技術(shù)。通過這些新技術(shù)，尤其

15、是減隔震技術(shù)在實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，一方面提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能，另一方面降低了整個(gè)工程的造價(jià)。目前國(guó)內(nèi)采用的減隔震技術(shù)，大致集中在以下兩類：一類是利用延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期，同時(shí)采用消耗地震能量的隔震裝置來(lái)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，如鉛芯橡膠隔震支座、擺式滑動(dòng)摩擦支座等；另一類是利用耗能裝置來(lái)消耗地震能量，達(dá)到改善橋梁結(jié)構(gòu)局部關(guān)鍵部位的抗震性能，如粘滯阻尼器。4橋梁減震隔振的裝置橋梁減震隔振的裝置一般分為疊層鋼板橡膠類隔震支座、滑動(dòng)摩擦隔震支座和粘性體減震支座等幾種類型。常用的隔震支座包括: 疊層橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座、滑動(dòng)摩擦支座等; 減震技術(shù)主要通過耗能裝置實(shí)現(xiàn), 它能從根本上減小輸入橋梁

16、結(jié)構(gòu)的地震能量, 具有可靠性高、維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn), 主要包括金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、液體粘滯阻尼器、sma 阻尼器等。我國(guó)在一些大跨橋梁結(jié)構(gòu)上也采用了減震、耗能裝置來(lái)降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng), 在減震耗能技術(shù)上已經(jīng)具有一定的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)。4.1 疊層鋼板橡膠類隔震支座疊層鋼板橡膠類支座是現(xiàn)在常用的減隔震支座，其中有分層橡膠支座（板式橡膠支座）、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等幾種類型1)板式橡膠支座：是由薄橡膠板和薄鋼板交錯(cuò)疊合并相互硫化粘結(jié)而成的產(chǎn)品。由于鋼板對(duì)橡膠板橫向變形產(chǎn)生約束，使其具有非常大的豎向剛度。同時(shí)鋼板又不影響橡膠板的剪切變形，保持了橡膠固有的柔韌性，使其具有比豎向剛

17、度小得多的水平剛度，進(jìn)而延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的水平自振周期，使支座具備豎向支承與水平隔震機(jī)構(gòu)的雙重功能。但由于它采用天然橡膠或氯丁橡膠，本身無(wú)明顯的阻尼性能，通常天然橡膠支座的阻尼比僅為002-0.03以下，而氯丁橡膠支座的阻尼比也只能達(dá)到005007，因此一般需與阻尼機(jī)構(gòu)一起使用。2)高阻尼橡膠支座：為了改善普通橡膠支座的阻尼特性，近年來(lái)世界各國(guó)致力于開發(fā)具有高阻尼的橡膠支座，例如高阻尼橡膠支座、鉛芯橡膠支座。高阻尼橡膠支座的形狀與板式橡膠支座相同，但其中的橡膠板是由高阻尼橡膠制成的，其阻尼大小由橡膠中加入的石墨量來(lái)調(diào)整，通?？墒棺枘岜冗_(dá)到017018。但這種橡膠的性能尚不穩(wěn)定，還需進(jìn)一步研究改進(jìn)。

18、3)鉛芯橡膠支座：在板式橡膠支座的中部或中心周圍豎直地壓入純度為999的鉛芯就形成了鉛芯橡膠支座。它吸收耗散振動(dòng)能量的功能是通過鉛芯的剪切變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于可以通過調(diào)節(jié)鉛芯的直徑或截面積來(lái)選定阻尼，因而支座的設(shè)計(jì)有較太的靈活性。使用金屬鉛的原因是因?yàn)殂U在經(jīng)過冷變形后，可在常溫下再結(jié)晶(15)。在荷載反復(fù)作用下。鉛芯橡膠支座可以保持它的性能，具有良好的耐久性。同時(shí)鉛芯的存在又增加了支座的早期剛度，對(duì)控制風(fēng)反應(yīng)和抵抗地基的微振動(dòng)有利。它可以單獨(dú)作為隔震系統(tǒng)使用。 鉛芯橡膠支座具有以下的優(yōu)點(diǎn)：（1）與普通支座相比，采用板式橡膠支座和鉛芯橡膠支座可以使橋墩位移大幅度減小，改善橋墩受力情況。使用板式橡膠

19、支座使得梁體位移增大較大，鉛芯橡膠支座能使梁體位移限制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，因此鉛芯橡膠支座具有較好的抗震性能，其安全可靠性優(yōu)于板式橡膠支座。（2）隨著鉛芯橡膠支座剛度的增加，墩頂位移增大，梁體的位移減小。實(shí)際選取鉛芯橡膠支座時(shí)，應(yīng)結(jié)合分析，在保證橋墩較好減震效果的前提下，選取較大的支座剛度，減小支座與梁體的變形，提高系統(tǒng)的安全性。（3）隨著鉛芯橡膠支座屈服力的增加，墩頂位移增大，梁體位移減小。支座屈服強(qiáng)度在某一范圍內(nèi)時(shí)，墩頂位移增大不多，而梁體位移能明顯降低。因此選取鉛芯橡膠支座屈服強(qiáng)度時(shí)存在優(yōu)化問題，應(yīng)使墩頂位移增大不多的情況下，梁體位移降低較多。分析表明，相對(duì)于板式橡膠支座，鉛芯橡膠支座具有更

20、好的減震性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文分析鉛芯橡膠支座參數(shù)變化對(duì)橋梁抗震安全性的影響時(shí)，橋墩結(jié)構(gòu)的非線性參數(shù)未改變，今后還需要進(jìn)一步研究橋梁結(jié)構(gòu)非線性參數(shù)與隔震支座參數(shù)的優(yōu)化配置。42滑動(dòng)摩擦隔震支座滑動(dòng)支座的隔震原理是，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到較小的地面激勵(lì)時(shí)，靜摩擦力阻止上部結(jié)構(gòu)滑動(dòng)。使結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定；當(dāng)?shù)孛姹謩?lì)超過某一限度即超過最大靜摩擦力時(shí)，滑動(dòng)面開始滑移，發(fā)揮隔震作用。這時(shí)即使地面激勵(lì)再增大。傳人上部結(jié)構(gòu)的地震力也不會(huì)隨之增加。因此，通過選取適宜的摩擦材料就可以控制傳人上部結(jié)構(gòu)的地震力。其優(yōu)點(diǎn)是受地面運(yùn)動(dòng)頻率特性的影響很小不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的滑移量隨地震強(qiáng)度的增大而增大。為了克服滑動(dòng)支座的

21、缺點(diǎn)，產(chǎn)生了聚四氟乙烯滑動(dòng)支座、回彈滑動(dòng)支座(rfbi系統(tǒng))和摩擦錘支座(fps)。421聚四氟乙烯滑動(dòng)支座聚四氟乙烯滑動(dòng)支座在支架底部固定聯(lián)接鏡面不銹鋼上滑板構(gòu)成管托部，若干個(gè)圓形或其它形狀的填充聚四氟乙烯復(fù)合夾層滑動(dòng)板片分別裝入限位固定板的相應(yīng)孔中，與上部的鏡面不銹鋼上滑板偶對(duì)形成新型滑動(dòng)摩擦副。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，安全可靠性提高，采用多位嵌入式固定結(jié)構(gòu)和填充聚四氟乙烯夾層復(fù)合滑動(dòng)板片使其具有良好的使用效果，并可降低熱力管線等工程的造價(jià)。聚四氟乙烯滑動(dòng)支座裝置除支撐重量、限制（或引導(dǎo)）位移、控制振（晃）動(dòng)、減少推力等作用外，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載力大、適應(yīng)性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉等

22、優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，聚四氟乙烯滑動(dòng)支座的摩擦系數(shù)不僅與接觸面的材料特性有關(guān)，還與接觸面的壓強(qiáng)、滑動(dòng)速度等因素有關(guān)。422回彈滑動(dòng)支座回彈滑動(dòng)支座由一組重疊放置又相互滑動(dòng)的帶孔四氟板和一個(gè)中央橡膠核、若干個(gè)衛(wèi)星橡膠核組成。這種隔震裝置是靠橡膠核提供指向平衡位置的恢復(fù)力、同時(shí)控制過大的相對(duì)位移，并通過四氟板和橡膠層間的摩擦來(lái)消耗地震能量。調(diào)整四氟乙烯板之間的摩擦系數(shù)和中央橡膠核的直徑能達(dá)到較好的隔震性能?；貜椈瑒?dòng)支座兼有摩擦滑移與限位復(fù)位雙重功能的支座，它是由一組重疊放置又能相互滑動(dòng)的帶孔聚四氟乙烯薄板和一個(gè)中央橡膠核、若干個(gè)衛(wèi)星橡膠核組成。橡膠核對(duì)聚四氟乙烯薄板間的滑動(dòng)位移與滑動(dòng)速度沿支座高度進(jìn)行分

23、配，以防止局部產(chǎn)生過大位移，并提供恢復(fù)力。423摩擦錘支座摩擦錘支座的工作原理類似一個(gè)單擺：中間層滑塊由高強(qiáng)的抗壓材料構(gòu)成，滑塊的滑動(dòng)面在下部結(jié)構(gòu)發(fā)生地震位移時(shí)，由于上部結(jié)構(gòu)的重力及圓弧形的下底板滑動(dòng)面設(shè)計(jì)，總能產(chǎn)生指向平衡位置的回復(fù)力，同時(shí)在整個(gè)地震過程中滑塊和滑動(dòng)面之間通過摩擦耗散能量。另一方面，由于滑塊的轉(zhuǎn)動(dòng)面與上蓋板的關(guān)節(jié)接觸方式，上部結(jié)構(gòu)總能保持水平狀態(tài)。這種支座物理意義明確、設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)潔，目前應(yīng)用較廣。摩擦錘支座除具有平面滑動(dòng)支座的隔震功能外，由于精移面是球面，還有依靠重力自動(dòng)限位復(fù)位的能力，它是一種能依靠重力限位復(fù)位的摩擦滑移復(fù)合隔震系統(tǒng)。這兩種支座的滑移量得到了限制，但也使傳人

24、上部結(jié)構(gòu)的地震力有所增加，且受輸入頻率的影響也有所增加。43粘性體減震支座粘性體減震支座屬于粘性阻尼耗能裝置其隔震原理是通過粘性體的粘性剪切達(dá)到吸收和耗散振動(dòng)能量的目的。這類支座一般是支座內(nèi)箱與橋梁上部結(jié)構(gòu)固定，支座外箱與橋梁下部結(jié)構(gòu)固定，改變牯性體剪切面的大小，可達(dá)到調(diào)節(jié)支座性能的目的。其減震效果比較理想，但它的構(gòu)造及加工復(fù)雜。5 減隔震技術(shù)存在的不足減隔震技術(shù)的應(yīng)用就是通過隔震裝置、耗能部件以及同橋梁結(jié)構(gòu)其他構(gòu)件的共同作用來(lái)抵抗預(yù)期的設(shè)計(jì)地震，使其滿足預(yù)期的性能目標(biāo)。在明確隔震橋梁結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震作用下，結(jié)構(gòu)預(yù)期的性能和各構(gòu)件在抗震中所起作用的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)期的性能目標(biāo)，“

25、告訴”結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震作用下該怎么做，即抵抗地震力時(shí)結(jié)構(gòu)逐層弱化的傳力路徑、耗能機(jī)構(gòu)，使慣性力順利地傳遞到下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，且在整個(gè)變化過程中結(jié)構(gòu)的性能是延性的。要達(dá)到這個(gè)目的，更多的是依賴于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能的深刻理解，通過合理的設(shè)計(jì)、構(gòu)造細(xì)節(jié)、構(gòu)造措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不是通過復(fù)雜的分析方法。因此，在應(yīng)用減隔震技術(shù)時(shí)，為了確保在地震作用下這些減震、隔震裝置能有效發(fā)揮主導(dǎo)作用，其他構(gòu)件抗震為輔，必須對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)體系的抗震傳力路徑有清晰的理解，其次是必須采用有效的細(xì)構(gòu)造措施來(lái)給予保證。這也就是提醒設(shè)計(jì)人員等對(duì)確保減隔震裝置正常發(fā)揮作用的一些構(gòu)造措施、細(xì)節(jié)給予足夠的重視。當(dāng)前我國(guó)

26、還沒有完善的橋梁減隔震設(shè)計(jì)規(guī)范，也缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)積累，尤其是在構(gòu)造細(xì)節(jié)、構(gòu)造措施方面，而這些方面如果設(shè)計(jì)不合理，可能導(dǎo)致最終的減隔震裝置無(wú)效，甚至是有害的。 大跨橋梁結(jié)構(gòu)是百年大計(jì)，而粘滯阻尼器產(chǎn)品無(wú)論國(guó)內(nèi)、國(guó)外在橋梁中的應(yīng)用時(shí)間均較短，并且在實(shí)際應(yīng)用中一些廠家的產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)生漏油等損壞事例。國(guó)內(nèi)目前尚沒有這方面相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范可供使用。這一方面阻礙了這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用，另一方面，也易使一些不合格產(chǎn)品進(jìn)入實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)中，造成潛在的隱患，一旦地震發(fā)生，可能會(huì)造成嚴(yán)重的后果。這就要求在粘滯阻尼器使用中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)進(jìn)行產(chǎn)品的原型檢測(cè)，以確保產(chǎn)品關(guān)鍵參數(shù)滿足設(shè)計(jì)的要求；其次，應(yīng)重視對(duì)產(chǎn)品

27、的疲勞性能、耐久性能等進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)實(shí)橋上的阻尼器進(jìn)行定期的檢測(cè)和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題立即進(jìn)行維修或更換。因此，制定這方面相應(yīng)的規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)已刻不容緩。在鉛芯橡膠支座應(yīng)用方面，目前的一些設(shè)計(jì)指標(biāo)或參數(shù)往往參考建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)范，但在實(shí)際橋梁工程應(yīng)用中，同建筑結(jié)構(gòu)相比，橋梁結(jié)構(gòu)中的鉛芯橡膠支座往往處在十分惡劣的自然環(huán)境中，如高溫、低溫、大的溫差變化、雨水侵蝕，以及長(zhǎng)期的較大的反復(fù)蠕變變形、沖擊振動(dòng)等，因此，相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，尤其是與疲勞、耐久性相關(guān)的指標(biāo)均應(yīng)提高。為了確保隔震支座在地震作用下充分發(fā)揮其作用，隔震支座可自由變形，必須確保足夠的位移間隙。因此在伸縮縫間隙的設(shè)置、防落梁措施等構(gòu)造措施的設(shè)