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摩擦摆减隔震盆式支座的水平动态性能与竖向压应力和应变幅值有着很明显的关系,等效水平刚度随着竖向压应力的增大而增大,随着应变幅值的增大先减小而后趋于不变趋势,等效阻尼比随着竖向压应力的变化没有多大改变,在小应变幅值的值要明显大于在大应变幅值下的值。在低频段,高阻尼橡胶支座的等效水平刚度和等效阻尼比基本和激励频率无关。
(3)摩擦摆减隔震盆式支座的性能和其加载顺序有着很大的关系,试验或者设计时需要考虑这种因素对高阻尼橡胶支座水平性能的影响。
(4)使用相同规格的摩擦摆减隔震盆式支座和铅芯橡胶支座进行同一桥梁隔震时,高阻尼橡胶支座的隔震性能较好,且高阻尼橡胶支座不含铅芯,对环境没有污染,具备更好的环保作用。
摩擦摆减隔震盆式支座的力学模型
本文采用非线性动力时程方法进行地震效应分析,计算模型应正确反映高阻尼隔震橡胶支座的力学特性。根据《公路桥梁高阻尼隔震橡胶支座》〔8〕(JT/T 842 - 2012 ),支座的力学性能按等效双线性恢复力模型模拟,摩擦摆减隔震盆式支座的恢复力模型如图
1所示。
桥址处摩擦摆减隔震盆式支座抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度0. 20 g ,设计地震分组为第二组,工程场地类别为n类。该桥的抗震设防分类为乙类,加速度反应谱特征周期为0. 40 s。结合《公路桥涵抗震设计细则》及《建筑抗震设计规范》,为考虑地震动的随机性,设计加速度时程不少于三组,计算结果取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值〔9。‘0〕。计算
所选地震波如表3所示,并用综合调整法〔川对所选地震波进行调整。
曲线梁桥地震响应计算存在地震动不利输人方向问题,《公路桥梁摩擦摆减隔震盆式支座抗震设计细则》(JTG/T B02 -O1 - 2008 )规定可沿相邻两桥墩连线方向和垂直于连线水平方向进行多方向地震输人。本文将探讨地震波的多方向输人,并给出高阻尼橡胶支座在不利输人方向下的减震效果。
根据地震波输人方向的不同,分为以下5种计算工况。
以墩底弯矩和支座位移为指标,分析激励方向不同时结构的大响应,并用减震率表征减震效果。:R为减震后结构的大响应;S为减震前(使用摩擦摆减隔震盆式支座)结构的大响应。通过特征值计算,算得在普通支座下第一振型(顺桥向)的周期为0. 913 s,第二振型(横桥向)周期为0. 647 s,在摩擦摆减隔震盆式支座下第一振型(顺桥向)的周期为1. 537 s,第二振型(横桥向)周期为1. 435 s。在E1,E2作用下计算墩底剪力结果如表4所示。计算结果表明:不同地震波输人时,HollywoodStorage 270 Deg波作用下结构响应相对较大。按不同方向输人地震波时,工况5产生的墩底剪力较大,可作为本桥地震波的不利输人方向。表5给出了采用摩擦摆减隔震盆式支座后,工况5产生的结构响应
摩擦摆减隔震盆式支座的研究在国内目前还处于起步阶段,本文对高阻尼橡胶支座水平性能的研究也只是蜻蜓点水,大量的试验和研究需要去完成,关于高阻尼橡胶支座还可以从以下几个方面进行全面而深入的研究:
(1>摩擦摆减隔震盆式支座制作的核心是橡胶片的制作,本文是对现成的高阻尼橡胶支座进行力学试验,因此对于橡胶片配方的调试需要进一步进行研究。
(2)由于摩擦摆减隔震盆式支座的水平性能受很多因素的影响,因此对于高阻尼橡胶支座的设计分析存在很多的难点,需要研究在考虑这些因素下能够正确的模拟高阴尼橡胶支座。
(3)本文只研究了少数几个摩擦摆减隔震盆式支座中各种因素对高阻尼橡胶支座的水平动态性能的定性影响,试验的普遍性较差,需要加大试件量,得到更精确的定量分析结果。