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铅芯桥梁隔震橡胶支座原理及特性

作者:荣威橡塑 来源:原创 时间:2018-11-17 9:48:21 浏览:26260次
内容摘要:铅芯桥梁隔震支座 铅芯桥梁隔震支座的构造:铅芯桥梁隔震支座由用来支承荷载的层状橡胶、钢板及用于吸收耗散能量的铅销组合而成。同普通板式橡胶支座不同的是,上下各粘有一定厚度的钢板及加有一定数量的铅销。 铅...

铅芯桥梁隔震支座 

铅芯桥梁隔震支座的构造:铅芯桥梁隔震支座由用来支承荷载的层状橡胶、钢板及用于吸收耗散能量的铅销组合而成。同普通板式橡胶支座不同的是,上下各粘有一定厚度的钢板及加有一定数量的铅销。 

铅芯桥梁隔震支座中的铅销可以是一根或几根,这样,就可以通过调节铅销的直径或截面积来决定其吸收和耗散振动能量的功能,所以使支座的设计有较大灵活性。 

铅芯桥梁隔震支座的工作原理:分层橡胶支座的主要缺点是阻尼很小,有时在较低水平力作用下(如制动力等),由于支座较柔,支座变形也可能很大。如果在分层橡胶支座中插入铅销,则可以得到一个紧凑的隔震装置。铅销提供了地震下的耗能和静力荷载下所必须的屈服强度与刚度,在较低水平力作用下,因具有较高的初始刚度,其变形很小。在地震作用下,由于铅销的屈服,一方面消耗地震能量;另一方面,刚度降低,达到延长结构周期的目的。 

铅芯桥梁隔震橡胶支座

为铅芯桥梁隔震支座在交变荷载作用下的滞回曲线,说明加载时消耗于金属的变形功大于卸载时金属放出的变形功,因而有一部分变形功为铅销所吸收,然后又转化为热能耗散到大气中,从而达到吸收耗散振动能量的目的。其吸收能量的大小可由滞回曲线所包围的面积来计算。 

铅芯桥梁隔震橡胶支座

使用金属铅的原因是因为铅在经过冷变形后,可在常温下(15℃)再结晶。而且,铅具有较低的屈服剪切强度(约10MPa),具有足够高的初始剪切刚度(G约等于130Mpa),性能为理想弹塑性且对于塑性循环具有很好的耐疲劳性能。在荷载反复作用下,铅芯桥梁隔震支座可以保持它的性能,且不需要经常维修,具有良好的耐久性。 

普通橡胶支座的滞回曲线所包围的面积远远小于铅芯桥梁隔震支座的滞回曲线所包围的面积,即铅芯桥梁隔震支座吸收耗散振动能量的作用远远大于普通橡胶支座的作用。 

由上可知,铅芯桥梁隔震支座具有如下工作特性: 

竖向刚度很大,可以支持上部结构重量;变位较大时,等价水平刚度很小,能有效地延长桥梁的固有周期,减小地震反应:铅销的高弹塑性使它在变形时有很大的滞回阻尼,耗散了更多的能量;处于弹性的铅具有大的初始刚度,从而保证了在风力、制动力等常时小水平荷载作用下的良好使用性。 

铅芯桥梁隔震支座的力学性能 

1铅芯桥梁隔震支座的静力特性:桥梁是露天结构物,采用的铅芯桥梁隔震支座在材料、功能上应能够长期稳定,因此铅芯桥梁隔震支座应具有以下静力特性。 

1)竖向承在能力 

铅芯桥梁隔震支座一般需要较大变位来充分发挥减震耗能作用,竖向承载能力应根据《标准》中普通板式橡胶支座竖向承载力的规定按照相同或更安全的原则从平面尺寸的系列规格中选取。 

2)平时水平荷载抵抗能力 

地震的随机性、偶然性和不确定性,使铅芯桥梁隔震支座的屈服荷载应由设计来确定,使其大于平时作用于上部结构的风、制动力等(地震作用除外)水平力之和;而当地震发生时,又保证其可以产生大的变位。 

3)徐变压缩量 

在上部结构恒载竖向力的持久作用下,铅芯桥梁隔震支座的橡胶隔离体会产生徐变变形而使上部结构下沉造成路面不平。减震设计中,应使铅芯桥梁隔震支座在竖向荷载作用下的徐变量控制在橡胶总厚度的5%以下。 

铅芯桥梁隔震橡胶支座

2铅芯桥梁隔震支座的动力特性:铅芯桥梁隔震支座在地震发生时将受到地震力的往复作用,因此支座在地震产生的反复荷载作用下应具有以下动力特性: 

1)合适的刚度和阻尼- 

铅芯桥梁隔震支座的等价刚度和等价阻尼常数的平均值与设计值的差应在4-10%的范围内。这是由于最终的减震效果是由铅芯桥梁隔震支座的等价刚度和等价阻尼常数决定的。当铅芯桥梁隔震支座的等价刚度和等价阻尼常数的平均值与设计值的差控制在±10%以内时,桥梁上部结构的加速度、变位等的变化幅度在使用中不会产生问题。 

2)承受大震作用的能力 

铅芯桥梁隔震支座在50次连续的正负反复荷载作用、剪切变位为有效设计变位的情况下,性能必须稳定,支座不得损坏。 

3)正的切线刚度 

铅芯桥梁隔震支座应具有正的切线刚度。即使在大的地震发生时,支座的响应进入了非线性区域而产生了大的变位也要求铅芯桥梁隔震支座具有正的切线刚度。 


网址:http://www.rongwei.org/jszc/163.htm
标题:铅芯桥梁隔震橡胶支座原理及特性_技术支持-衡水市桃城区荣威橡塑厂
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