【桥梁减震支座概述5100字】

一、桥梁减震支座的分类桥梁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限制和吸收引入结构的地震能量。隔震系统的主要基本构件包括竖向支撑结构(支撑上部结构整体质量)、水平隔震结构(隔离或减少地震动对上部结构的传递)、阻尼结构(吸收地震能量，抑制地震波中长周期分量产生的大位移),复位或限位结构(消除过多剩余位移，将结构位移限制在允许范总之，桥梁结构的隔震系统应满足以下三个基本功能：(1)具有一定的柔性(柔性支座):用于延长结构周期和减小地震力；(2)耗能能力(阻尼、耗能装置):减少支座表面的相对变形，使位移控制在设计允许范围(3)一定的刚度和屈服力：在正常使用荷载(如风、制动力)下，结构不会屈服或产生有害的振动。目前常用的柔性支撑装置和阻尼装置如表7-1所示。表7-1柔性支撑装置和阻尼装置未加劲橡胶块、弹性支座(加劲橡胶块)、滑板、滚阻尼装置塑性变形金属材料(如铅、低碳钢等)、摩擦装置、高阻尼弹性支根据隔震装置是否集柔性支撑和隔震性能于一体，隔震装置可分为整体减震支座和分离减震支座。(1)整体阻尼支架整体阻尼轴承有以下几种：铅芯橡胶轴承、高阻尼橡胶轴承、弧形钢板阻尼轴承、回弹滑动轴承、摩擦摆轴承、粘性无振动轴承和形状记忆合金复合橡胶阻尼轴承。(2)分离型减震支座分离式阻尼轴承有以下几种：橡胶轴承+钢阻尼器、橡胶轴承+摩擦阻尼器、橡胶轴承+粘滞阻尼器、橡胶轴承+油阻尼器、橡胶轴承+铅挤压阻尼器、橡胶轴承+一端带摩擦滑动面的支承轴承、橡胶轴承+纳米晶锌铝合金振动控制阻尼器、滑板轴承+钢阻尼器和滑板轴承+高阻尼橡胶阻尼器。二、减震支座的工作机制(1)铅芯橡肢支座(2)高阻尼橡胶支座(3)弧形钢板减震支座弧形钢板减震支座是在国内常用的桥梁板式橡胶支座和弧形钢板阻尼器的基础上改进而板阻尼器的滞回阻尼特性。这种新型阻尼橡胶支座的耗能能力是普通板式橡胶支座的46倍。(4)回弹滑动支座通过调整聚四氟乙烯片材之间的摩擦系数与中心橡胶芯的直径可以获得更好的隔震性(6)黏性免震支座SMA-复合橡胶阻尼支座采用普通矩形橡胶支座，四边对称布置两对直径为10mm的高于SMA的奥氏体转变完成温度，可根据轴承的设防强度要求确定，以确保隔离外轴承有在正常使用荷载和小地震作用下，形状记忆合金-复合橡胶支座具有耗能状态。通过橡胶剪切滞回变形、拉索A的弹塑性变形和拉索B的超弹性变形，耗散了大量的地震能量，降低了上部结构的地震能量，保证了结构的安全性。同时，SMA纯马氏体的弹性模量可以达到20一30GPa,也就是说b索具有很大的硬化刚度，因此支座具有很大的极限应变刚度，可以防止支座因隔震层位移过大而失稳或掉梁。振动结束后，轴承有残余变形。形状记忆合金电缆上的温度控制器可以提高电缆的温度，形状记忆合金材料的形状记忆效应可以用来产生恢复力来复位结构。当结构对地震反应过大或共振时，SMA电缆上的温控器提高电缆A的温度，使其产生奥氏体相变，处于奥氏体状态。由于SMA在低温下奥氏体状态下的弹性模量是在马氏体状态下的34倍，隔震层刚度增加，结构的自振周期发生变化，结构远离共振频率，从而降低了结构的地震响应。此外，当SMA处于奥氏体状态时，其超弹性效应也大大提高了隔震支座的耗能能力，从而进一步降低了结构的地震反应。因此，SMA-复合橡胶支座具有良好的减震、隔震和自适应能力。2.分离型减震支座①下面使用的橡胶轴承是由天然橡胶或氯丁橡胶制成的普通橡胶轴承。它只有弹性，没有明显的阻尼特性。因此，通常与阻尼器并联使用，形成阻尼装置。装有这种阻尼装置的系统的垂直力和水平恢复力一般由橡胶轴承提供。②下面使用的滑板轴承可以承受上层建筑的质量。通过滑板轴承的滑动，使结构的自振周期与地震动的卓越周期错开，从而减小地震对桥梁的影响。但是滑板支架本身没有恢复能力，也没有确定的周期。所以常与复位阻尼器结合使用，达到减震隔离的目的。这种阻尼装置通常有两种受力划分：(1)与弹性复位装置配合使用，滑板提供垂直力支撑和摩擦耗能；以及具有复位功能的阻尼器(如高阻尼橡胶),滑板仅提供垂直力。(1)橡胶支座+钢质减震器在这种分离式减震轴承装置中，通常采用以下三种减震器：1)由钢圈或柔性钢筋组成的减震器。密封圈采用不锈钢制成，通过改变钢圈的直径、板宽、板厚来调整密封圈的刚度。另外，通过改变钢卷的固定点位置和钢圈数量，可以根据需要改变阻尼器的作用方向。2)ADAS消能装置采用低碳钢，屈服后性能好，进入塑性阶段后滞回性能好。目前国内外对x型软钢阻尼器和三角形软钢阻尼器的研究较多。该软钢阻尼器的优点是：滞回特性稳定，低疲劳性能好，对环境和温度的适应性强，长期性能稳定；缺点是可恢复性较差，其滞回耗能性能受形状影响较大。如果形状做得不正确，就会造成磁滞回线失真。3)多向消能支座是由沿圆周布置的一系列c形消能单元组成的支座。这种支座中的c形耗能单元为圆弧拱构件，其截面高度沿圆弧方向变化，两端较小，中部最大。在横向力的作用下，该变截面构件各截面的应力基本相同，因而能达到最大的耗能效果。该装置最大的特点是其变形在平面上任何方向的外力作用下都是反对称的，即每个压缩单元都有相应的张力单元。(2)橡胶支座+摩擦阻尼器摩擦阻尼器由上下连接板组成，其工作原理是利用上下连接板之间的滑动摩擦来达到耗散和吸收能量的目的。通过调整两个连接板之间的摩擦系数，可以改变阻尼器对地震作用的消散能力。该阻尼器的优点是：其性能受载荷大小、频率和循环次数的影响小，结构简单，材料便宜；缺点：两种材料在恒定正压下长时间保持静态接触，会产生冷结合或冷凝固，不能保证预期的摩擦系数。(3)橡胶支座+黏性阻尼器防振装置的阻尼器是利用粘性体和阻力板之间产生的粘性剪切阻力的能量吸收装置。粘滞阻尼器吸收和耗散地震能量的能力可以通过选择阻力板的尺寸和粘滞体的类型来设计，因此它可以在从弱地震(振动)到强地震的广泛范围内使用。粘滞阻尼器的结构类似于粘滞阻尼支座，但没有支撑板，因为桥梁结构由单独的普通橡胶支座支撑。有时，为了获得更大的粘性剪切阻力，阻力板可以制成多层，每层板可以填充粘性材料。(4)橡胶支座+油阻尼器它由活塞、油缸和阻尼孔组成。油缸截面积为a1,阻尼孔面积为a2。其工作机理是：利用活塞前后的压差使油液流经阻尼孔，产生阻尼力，耗散能量。特点：该阻尼器产生的阻尼力与活塞运动的速度、频率和温度密切相关。此外，油压调整、漏油、粉尘侵入等也需要采取相应的措施，进行必要的维护。由于油压减振器的方向性，应考虑其安装和设置，且要求轴承加工准确，因此在体积较大时难以制作。(5)橡胶支座+铅挤压阻尼器在这种阻尼支承中，阻尼器利用了铅的塑性流动阻力。在一个封闭的圆柱体中，一根带有突出体的钢棒埋入金属铅中。当钢筋与桥梁结构一起移动时，钢筋与铅会发生相对移动，从而引起周围铅的塑性变形，从而吸收和耗散大量的振动能量，降低桥梁结构在地震作用下的响应值。(6)橡