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铅芯橡胶支座,板式橡胶支座哪种橡胶支座更好呢?

铅芯橡胶支座铅芯橡胶支座,板式橡胶支座哪种橡胶支座更好呢?衡水同泰工程橡胶有限公司专业生产铅芯橡胶支座,板式橡胶支座我公司现开发一种识别算法来研究配备了铅芯橡胶支座的隔震公路桥梁的动态特性。一种线性模型用于子结构中而双线性滞回模型用于轴承系统模型。后者的非线性滞回特征是通过一个骨干曲线表示。应用Masing准则可以使允许多值恢复力转化成一个单值函数。因此,这是有效的线性系统的识别方案可以被应用。一个数值例子说明了所提出的辨识方法及其适用性。1999年,爱思唯尔科技有限公司。保留所有版权。 减隔震系统除应满足正常的使用要求外,同时应能提供额外的水平柔度和耗能能力。因此,选择一个减隔震系统应仔细考虑系统的正常承载能力和位移要求、屈服强度、超过正常设计荷载后的往复变形能力、耗能能力和变形后的自复位能力等。

1、板式橡胶支座 图1,板式橡胶支座通过其剪切变形提供隔 震所需的水平柔度,其主要缺点是水平刚度很小, 在较低水平力如制动力、摇摆力等作用下,支座也 会产生较大的变形。

为了控制过大的水平位移,可 将板式橡胶支座与钢制阻尼器结合使用。 图1 板式橡胶支座构造 2、铅芯橡胶支座 图2,铅芯橡胶支座的铅芯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,由于铅芯的屈服,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。

图 2 铅芯橡胶支座 图 3 铅芯橡胶支座滞回曲线 铅芯橡胶支座早在60年代就已发明,并在工程实际应用中被广泛采用,但关于其力学分析模型及设计参数的准确确定目前仍没有很好解决,我国在一些隔震建筑中已采用了铅芯橡胶支座,其力学模型和设计参数也没有明确的条文规定。另外,铅芯橡胶支座利用了铅剪切挤压滞回变形和橡胶剪切滞回变形两种机制耗能,耗能能力大,可提供较大的阻尼力,具有良好的减震效果,然而铅芯的增加使得该隔震体系的自恢复能力大大降低了。而且这种支座的缺点是隔震频带较窄,不能实现对多种频率特点的地震波都具有有效的减震、隔震效果。 3、高阻尼橡胶支座 高阻尼橡胶支座是采用特殊配制的橡胶材料制作,其形状及构造与天然橡胶支座相同。但该橡胶材料粘性大,其自身可吸收能量。由于与耗能功能集成在一起,可以节省使用空间,使用比较方便。

我国对高阻尼橡胶支座的研究还比较少,很难得到可靠的设计参数,有待进一步研究。 4、新型减隔震支座 如图4, 新型(JBZC、JBZD、YBZC、YBZD)系列减隔震橡胶支座是严格按照欧洲规范EN1337-3:2005版(橡胶支座)中C及D型要求进行设计的,其中C型支座是在普通板式橡胶支座结构基础上增设(硫化)两块厚钢板(连接板),用螺栓将此厚钢板与支座的上、下支座钢板进行连接。 图4 新型减隔震橡胶支座 图5 新型减隔震橡胶支座100mm剪切试验 图6 新型减隔震橡胶支座滞回曲线 该支座具有以下特点: 1)低横向刚度、高竖向刚度和具有合适的阻尼能力,与普通支座相比,在隔震、抗剪及抗拉方面具有明显的优势; 2)采用不同的橡胶成分可以表现出不同的动态剪切模量Gdin(0.4MPa到1.4MPa 之间)和等效粘性阻尼系数为10%或者15%来实现它的特性的,可以适应不同的地震烈度; 上支座钢板 下连接板 支座主体 上连接板 下支座钢板 锚栓 特性 橡胶成分 软的 标准 硬的 硬度 (shore A) 40 60 75 动态剪切模量 当γ= 1时Gdin (MPa) 0.4 0.8 1.4 等效粘性阻尼系数 当γ= 1时 (%) 10/15 10/15 10/15 3)设计的最大位移值从100至400mm,分为了多个不同的等级;

该橡胶支座 在动态试验中伴有不断增加的剪应变振幅时的典型滞回曲线,见图6。 5)该系列支座具有很好的性价比,见下表 普通、盆式、铅芯、减隔震支座比较 板式橡胶支座 盆式支座 铅芯支座 隔震支座(本案) 设计承载力MPa 10 30 6~12 15 体积 小 大 大 较小 抗拉 无 无 有 有 剪切位移量 较小 无,需采用滑板 较大 较大 适应转角 较小 0.02 根据需要设计 根据需要设计 设计方法 行业标准 行业标准 国家标准 欧洲标准 隔震效果 差 差 好 好 应用 成熟 成熟 少量 成熟 安装和更换 现浇、预制皆可。预制梁需调平梁底安装部位 现浇、预制皆可。预制梁需调平梁底 安装部位 现浇。更换时需 打梁。 现浇、预制皆可。

预制梁需调平梁底安装部位,更换时不损伤梁体 和墩台 制造成本 低 高 高 中 矩形300x300x72 579 1085.4 844.2 单 价 举 例 矩形500x600x110 2678.4 5022 3906 圆形500x80 1470.3 2756.8 2144.2 圆形750x108 4135.2 7753.4 6030.4 单价说明:这里的单价单位为 元/块,且只包括支座本体部分价格(上下支座板除外),规格型号的最后一个数字如72,110,80,108仅为支座胶层厚度,不含钢板层厚度,价格为正常时期估算价。 关键词:公路桥梁;铅芯橡胶支座;参数识别;双线性滞回;骨干曲线;基础隔震 1. 引言 隔震是一种创新的抗震设计方法,旨在保护建筑物的免遭地震破坏。各种隔离系统,即,板式橡胶支座,铅芯橡胶支座(LRB),纯摩擦或滑动接头系统等性能进行了许多的对比研究[1,2]。在这些系统中,板式橡胶支座用在日本,欧洲和新西兰的一些建筑物中。夹层的铅芯支座在新西兰广泛应用。由于公路大桥也容易受到强地面运动,基础隔震桥梁的设计已经在最近几年引起了极大关注[3]。桥梁结构设计可以通过桥墩和安装在上层建筑和子结构之间的有一定能量的散热装置来耗散地震能量。

隔离系统已广泛应用在公路桥梁的支座。事实上,在新西兰从1978年以来铅芯橡胶支座(LRBS)已应用在桥梁的地震隔离。在美国,对于加利福尼亚州的公路桥梁,使用铅芯橡胶支座隔震也被视为一种地震保护策略,这是从塞拉利昂点开销1985年地震改造开始。相对于非隔离式的桥梁,在上部结构和下部结构之间使用这种耗能装置可以大大减少地震引起的桥梁结构受力,特别是桥墩[4]。迄今为止,许多桥梁已与这样的地震保护装置分离,无论是对于抗震加固或新建[ 5 ]。然而,值得注意的几个后果,如桥梁支撑的大变形与非弹性行为和桥墩的永久变形可能会导致安全性和维修问题。事实上,为了评价隔离装置的有效性和预测桥梁的动态影响,数值试验可能进行。

但是,这种分析的有用性是由所配置的数学模型的真实的表现度来限制的。显然,调查配备铅芯橡胶支座桥梁动态行为的这种逻辑前奏是通过系统识别技术的应用。 本论文旨在开发一种识别算法来研究安装有铅芯橡胶支座桥梁中的动态特性。假定桥是在坚硬的沉淀物上。桥墩用线性模型表示,而铅芯橡胶支座的非线性用双线性滞回模型表示。 LRB的滞回特性用Masing准则来描述[6]。通过这样做,这种识别方案是有效的,也可以应用于线性系统。

. 运动方程 如图1所示,在坚硬的地方有一座典型的三跨桥梁。铅芯橡胶支座安装在桥面板与桥墩柱之间。这项措施是用来减少桥墩地震力。减少的力主要是由于占优势的地面运动阶段转变为结构转变阶段和铅芯橡胶支座的滞回特性引起的能量消耗。桥面板是刚性的,考虑到由于轴承的安装使地震力的减少,子结构假定为线性的。本文不考虑的垂直运动。因此,该系统的运动方程可表示为: (,)(,)jjjjjjdjdjjgmxHxxhxxxxmx j=1-4 (1) 1234dddgmxhhhhmx  (2) 其中,jjjmxH和分别为第j个桥墩的集中质量,相对于地面位移和恢复力;ddmx和分别为桥面(上部结构)的质量和位移(相对于地面);jh时第j个铅芯橡胶支座的恢复力;gx 是地面加速度。 由于下部结构的表现为线性,恢复力可表示为: (,)jjjjjjjHxxCxKx (3) jj CK和分别表示衰减系数和第j个柱式桥墩的刚度。在另一方面,恢复力和位移是非线性 关系,因此: ()()jjdjjdjhcx xgxx

 (4) 其中 j c为粘滞阻尼系数, j g为一个非线性函数。 第j个铅芯橡胶支座的初始弹性刚度可以由jek表示,在这个初始条件下,联立方程 (1)-(4)得: gMxCxKxMlx  (5) 其中l为矩阵的列向量 1 234000000000 00000000 0 0 0 dmmMmmm , 11 122233 34444 123 4 100000 00000 00jjCccCccCccCCccccccc     (6) 1112223334444 12341000000000000eee ee eeeee e e jejKkkKkkKkkKKkkk kkkk      (7) 图1 基础隔震桥梁 3.双线性滞回模型 ig和位移的关系取决于以前的位移,滞回线除了转折点处外,其它的都是平滑的。那 些基于实际滞回特性特提出的大部分模型中,其基本理念是滞回曲线是骨干或骨架的负荷曲线。在稳态荷载的作用下,模型的滞回特性可以使用标准的Masing准则来表示。Masing准则假定作为骨架曲线的滞回线,在卸载和重新加载过程中部分曲线是相同的,但随着两个因素是规模的扩大和原始力转变为反转力。当一个迟滞结构受到瞬变循环荷载或其他常规作用,正如Jennings或 Iwan建议那样,这些规则可以用来构造的滞回线[8]。根据一个典型的骨架曲线和马兴标准的磁滞回线,如图2所示。