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当梁体坡度取为4%时,梁与GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的初次接触点在顶球冠和支座边缘,虽然受到支座边缘承力的影响,支座压力的主要传递路径还是通过纯橡胶球冠,GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座底的压力区依然偏于支座中心区域;梁体坡度的增加使支座底的压力中心向下坡一侧偏移,但对GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的脱空现象影响较小。
5. 3有底橡胶圈的GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座
在坡梁作用下,GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座变位、应力的分布与传递情况类似于无底圈的球冠橡胶支座。但由于支座底橡胶圈的存在,钢板的下弯量增加,对支座底部的承压分布产生一定的影响,受压区中心的压应力相对士曾力口。
从2%坡梁的模型分析结果看,下坡侧橡胶层外鼓现象较GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座有所改善[图3(c)] o支座顶、底面的正压应力分布与无底橡胶圈的结果类似[图4(c)],但从支座底面接触应力分布[图5(c)]看,底橡胶圈均处于受压状态,而下坡一侧较大。在整个加载历程中,GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座底的脱空率[图6( c)]与无底橡胶圈的模型6相比,除加载初期外,没有很大的差异。
(1)GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座在坡梁作用下,存在明显的偏载、脱空现象,虽然通过在梁体下设置楔形构造能使支座在加载初期处于中心受压,但梁体的后期变形依然会使支座处于坡梁作用状态,这对于GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的受力是不利的。连续梁桥在高架桥、高速公路中应用广泛,其墩梁之间通常用支座连接。为满足抗震设防需求,有的设置成减震隔震支座。而板式橡胶支座应用多[1 -2}0聚四氟乙烯滑板橡胶支座即在GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座顶面粘结一定厚度(2一4 mm)的聚四氟乙烯板材而成。利用聚四氟乙烯摩擦系数小的特点使主梁能“自由滑”,适应桥梁结构承受外力及温度变化、混凝土收缩徐变等因素产生的变形需求,且耐久性较好[310
桥梁结构地震反应分析中,GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座作为桥梁的重要构件,数值模拟时所用计算模拟方式不同,所得桥梁动力特征、反应也不同。以往研究设计中为简化计算常
将GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座处理成理想的活动支座。我国规范[41对普通板式橡胶支座及盆式橡胶支座计算模型有规定,但未见对GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座的具体规定。文献[5〕在处理滑板支座时,认为其动力滞回曲线类似理想弹塑性材料的应力一应变关系,可用双线性理想弹塑性模型模拟,取摩擦力为恒定值;但实际振动中摩擦力并非常数,其小取决于正压力及摩擦系数,二者均为变化的。通常,材料的静摩擦系数大于动摩擦系数,而动摩擦系数又与滑动速度有关,速度越大摩擦系数越大,且值有上、下限[6es。因此在桥梁结构地震反应分析中,只有用合理的模型模拟支座方能获得合理的地震反应。
GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座以聚四氟乙烯板与不锈钢板作为支座相对滑动面隔墩台及梁底,减小下部结构的地震响应,达到隔震目的。目前对该种支座模拟常化为理想的活动支座模型或双线性模型。
当GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座用双线性模型模拟时,其临界摩擦力及初始剪切刚度分别为
1.2.2摩擦滑动单元模型
GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座在振动过程中材料的动摩擦系数与滑动速度有关,速度越大摩擦系数越大,且产生摩擦力的正压力为变量,因此摩擦力亦是变化的。理想GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座及双线性模型均不能有效体现此摩擦力变化,而SAP2000中摩擦滑动单元即Frication Isolator单元可考虑变摩擦系数及变正压力