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桥梁隔震装置—叠层橡胶隔震装置、滑动摩擦隔震装置和阻尼器与隔震器的组合装置

            桥梁隔震装置大体上分为三类,即叠层橡胶隔震装置、滑动摩擦隔震装置和阻尼器与隔震器的组合装置。

叠层橡胶隔震装置在实际应用中最为常见了,对于一般的天然橡胶隔震支座,需要和阻尼装置一起使用,而铅芯橡胶隔震支座和高阻尼橡胶隔震支座均能够单独作为隔震系统进行工作。铅芯橡胶隔震支座靠铅芯来吸收地震的能量,其力学性能具有良好的双线性特征,屈服前的刚度较大,能够很好抵御风荷载和微震动带来的不适感,屈服后的刚度较小,能够在大地震发生时延长结构的周期,使得地震力在下部结构中重新分配,具备良好的隔震效果。高阻尼橡胶支座是靠特殊橡胶的高阻尼性能来吸收震动能量,一般是通过加入石墨来调节阻尼的特性,但是其性能很不稳定,需要进一步研究。板式橡胶支座也很有特点,作用在上部结构和桥墩之间,保证桥梁的位移和转动,保证结构在温度变化、混凝土收缩和徐变等因素下的自由变形,还能起到防震减震的效果。但是它成本低廉、构造比较简单、加工制造容易,因此,在我国桥梁上应用非常广泛。

        滑动摩擦装置的原理是在未发生大振动时,靠静摩擦力来抵御风荷载和微震动的作用,当地震作用较大时,滑动板开始滑移,使得传入到上部结构的地震力能够控制在一定的范围之内,而且通过摩擦能够消耗吸收地震能量,使得地震反应减小。其缺点也很明显,发生滑动后的自动复位能力差,因此一般情况下都是和复位装置一起来使用,如钢板阻尼器或者橡胶支座等。Earthquake Protection System 公司生产的 FPI 即钟摆式滑动摩擦隔震支座通过自重来提供恢复力,利用钟摆原理来延长结构周期,具有很好的隔震效果。
        当隔震器不能提供耗能的阻尼力时,必须利用专门的阻尼器来和隔震器组合使用,阻尼器有很多如钢阻尼器,利用钢的弹塑性来耗能;油阻尼器,利用活塞前后的压力差来提供阻尼,等等。这种组合的隔震系统也被使用在实际的桥梁隔震中。