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臺(tái)灣隔震橡膠裝置的類型

隔震裝置的類型

　　我國(guó)近幾年采用的減隔震技術(shù)的按目的和種類來(lái)劃分，一般有以下幾個(gè)方面：①通過(guò)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期，同時(shí)把地震能量能量消耗掉的隔震裝置來(lái)使結(jié)構(gòu)的抗震性能得到提高，如鉛芯橡膠隔震支座、擺式滑動(dòng)摩擦支座等;②通過(guò)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。下面對(duì)這些技術(shù)在橋梁中的實(shí)際特點(diǎn)和應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要的比較和分析。

1.擺式滑動(dòng)摩擦支座的應(yīng)用

　　這類裝置的原理是把鐘擺和滑動(dòng)摩擦支座的概念組合成一種新的隔震裝置，是，通過(guò)其彎曲滑動(dòng)面上滑動(dòng)摩擦達(dá)到消耗地震能量的目的，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的鐘擺機(jī)理延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期，結(jié)構(gòu)自重提供所需要的自復(fù)位能力。這種支座的平面尺寸受到球面曲率半徑和地震位移大小的控制，支座的平面尺寸一般很大。按照不同的隔震方向又可分為柱面、球面兩類，前者在水平單向隔震方面的應(yīng)用較廣，而后者則主要是用于水平雙向隔震。

2.粘滯阻尼器的應(yīng)用

　　粘滯阻尼器的作用機(jī)理是利用活塞前后壓力差強(qiáng)迫粘滯流體流過(guò)節(jié)流孔，從而使耗能和阻尼力產(chǎn)生，下式準(zhǔn)確的表達(dá)了粘滯阻尼器的力學(xué)特性：

　　式中：△是速度，ɑ是阻尼系數(shù)，其值在0.1～2.0，sgn是符號(hào)函數(shù)。線性阻尼器是最簡(jiǎn)單的形式，指數(shù)為1.0。同其他減隔震裝置比較，粘滯阻尼器的特點(diǎn)主要是：

　　(1)粘滯阻尼器在蠕變變形下，產(chǎn)生抗力接近于零，這使得該裝置的引入不會(huì)影響到橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用功能。而在由于溫度所產(chǎn)生的變形之下，摩擦阻尼、彈塑性阻尼裝置要求必須在克服彈塑性阻尼裝置的摩擦力或屈服力后才允許自由變形。

　　(2)摩擦阻尼、彈塑性阻尼裝置的摩擦力或屈服力是常數(shù)，且在墩變形最大的時(shí)候，往往這些值也會(huì)一起達(dá)到。當(dāng)橋墩變形的速度達(dá)到最大的時(shí)候，粘滯阻尼器的阻尼力也會(huì)達(dá)到最大值，但是這時(shí)橋墩變形量是為最小值，其內(nèi)力也是最小值，所以，橋墩的受力并不會(huì)因?yàn)檎硿�阻尼器而顯著地增大;當(dāng)阻尼器的參數(shù)ξ=1，粘滯阻尼器裝置因其速度與反力成比例，所以在橋墩變形最大時(shí)，粘滯阻尼器的阻尼力接近于零，反而最小。

　　3.鉛芯橡膠支座的應(yīng)用

　　插入若干個(gè)鉛芯的分層橡膠支座形成一個(gè)緊湊的隔震裝置就是鉛芯橡膠隔震支座。因?yàn)殂U芯的力學(xué)特性很好，分層橡膠支座能與其結(jié)合地非常好，因此其非常適合作為減隔震材料。此外，對(duì)于塑性循環(huán)具有很好的耐疲勞性能，而且性能為理想彈塑性，純度較高的鉛也易于得到，其力學(xué)性能也非常的可靠。它的初始剪切剛度較高，剪切模量G約為130MPa，屈服剪應(yīng)力較低，約為10MPa。

　　隨著我國(guó)大量橋梁的不斷建設(shè)，在強(qiáng)震地區(qū)進(jìn)行橋梁的建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)加抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。為此，我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于減震技術(shù)的研究，盡可能的提高橋梁的抗震水平。