摩擦擺隔震支座發展的原因及參數選取原則

摩擦擺隔震支座類型繁多，總體(ti) 而言可分為(wei) 上部滑動式和下部滑動式兩(liang) 種。其工作原理大致相同：中間層滑塊由高強抗壓材料構成，滑塊的圓弧形滑動麵在下部結構發生地震位移的時候，由於(yu) 上部結構的重力及底板滑動麵的圓弧形設計，總能產(chan) 生向心的回複力，同時在整個(ge) 地震位移過程中滑塊和滑動麵之間通過摩擦耗散能量。另一方麵由於(yu) 滑塊的轉動麵與(yu) 上蓋板的關(guan) 節接觸方式，上部結構總能保持水平狀態。

由於(yu) 中間層滑塊抗壓強度限製，我國目前摩擦擺隔震支座僅(jin) 在公路橋梁的中小跨徑的連續梁體(ti) 係中使用，常采用兩(liang) 種支座形式，柱麵摩擦擺隔震支座和球麵摩擦擺隔震支座。柱麵支座單方向(橫橋向>具有回複能力，與(yu) 之垂直方向(縱橋向)僅(jin) 有摩擦耗能能力，一般位於(yu) 過渡或中間墩上；球麵支座各個(ge) 方向均具回複能力，一般置於(yu) 固定墩上。摩擦擺隔震支座實用中存在以下關(guan) 鍵技術問題，限製了其在橋梁抗震領域中的使用。

1)在動力荷載作用下結構的穩定性問題：

為(wei) 確保車輛荷載下減隔震橋梁的穩定，摩擦擺隔震支座須設置抗震銷，但突發地震下抗震銷何時剪斷、突然剪斷時墩柱、樁基的性能目標能否得到滿足，缺乏一種計算手段。

2)摩擦係數的問題：

摩擦擺隔震支座的摩擦係數不僅(jin) 與(yu) 接觸麵的材料特性有關(guan) ，還與(yu) 接觸麵的壓強、滑動速度等有關(guan) 。實際支座在橋梁體(ti) 係中的摩擦係數，一般隻能通過測量材料在一定壓強和一定滑動速度下的摩擦係數來確定。因而雖然摩擦係數對於(yu) 橋梁減隔震性能影響很大，但要 控製支座的摩擦幾乎不太可能。

摩擦擺隔震支座設計參數的選取原則

運用上文提及的兩(liang) 種計算模型進行動力時程反應分析時，摩擦擺隔震支座的主要設計參數為(wei) 滑動摩擦係數p和支座的滑動麵半徑月。本文就其在規則連續梁橋中的選取原則及需考慮的因素給出下述建議

1)摩擦擺隔震支座的滑動麵半徑R或屈後剛度K和摩擦係數對墩柱內(nei) 力影響都較大。屈後剛度和摩擦係數越小墩柱剪力、彎矩越小，而墩梁相對位移越大，因而要得到好的減震效果必須進行設計參數比選分析。

2)支座的合理滑動麵半徑的選取時應注意：

小滑動麵半徑由支座材料接觸麵壓強，及支座的體(ti) 積確定，實際設計中，我們(men) 可以通過如下方式確定支座滑動麵半徑下限。

3)支座的摩擦係數，比較容易控製的是動摩擦係數，一般情況主要由接觸麵的材料性質來控製，例如對於(yu) 國內(nei) 目前可用的分片聚四氟乙烯板材(填充或不填充矽脂)其動摩擦係數可控範圍為(wei) 0.06—0.12。對塗矽脂的聚四氟乙烯板材還應考慮不同溫度下摩擦係數變異時地震響應的影響。

4)考慮設計施工中的種種誤差，支座的屈服力和屈服剛度的由支座墩位控製可能會(hui) 有15％左右的變異。所以對支座的屈後剛度和摩擦係數的選取應有一定的調整空間。

5)在可選範圍內(nei) 選擇多組支座參數後，應當采用上文提到的計算模型，在恒載初內(nei) 力的條件下進行動力時程反應分析對減隔震效果進行比較，從(cong) 而確定合理的支座設計參數。