桥梁减隔震装置分类及特点

桥梁减隔震装置

一、桥梁减隔震装置产品分类

桥梁减隔震装置按大类可分为抗震支座、减隔震支座、阻尼器及减隔震伸缩装置。此外，桥梁设计中，将竖向力与水平力分离形成分离式支座，支座本体仅承受竖向力和转角，运营及地震水平力由水平力装置（水平力支座或阻尼器）承受，常见有的“普通钢支座+橡胶隔震支座”、“普通支座+阻尼器”、“普通支座+水平力支座”等。因其为两两组合，本文中不单独列出，各减隔震产品分类如图：

1.1抗震支座

抗震支座又分为抗震盆支及抗震球支两大类，剪切型抗震支座因剪断力一般设计较大，也归抗震支座一类，如图所示：

(图中红星标志的为近年来新型产品，下同)

1.2减隔震支座

减隔震支座分为橡胶隔震支座、摩擦摆支座、软钢阻尼支座、速度锁定支座、粘滞阻尼支座等，近期对减少振动方面的支座各厂均有所开发，将减振降噪型支座列入其中，如图所示：

钢丝网支座是最近由同济大学开发的一种新型减隔震支座。十字型摩擦摆是由中规院等联合开发的一种新型摩擦摆支座，分离式摩擦摆支座是为了防止支座在正常运营过程中梁体抬高而新开发出来的一种摩擦摆，以洛阳双瑞、新筑股份、成都济通为代表。

1.3阻尼器

阻尼器分为软钢阻尼器和油阻尼器两大类，桥梁上一般以三角板软钢阻尼器和卡榫软钢阻尼器应用较多，油阻尼器则一般为速度锁定器和粘滞阻尼器。如下图：

SMA合金阻尼器及其与支座相结合应用目前在东南大学、重庆大学等多所大学均有研究，但因SMA材料价格太高、而支座吨位较大，目前很难有相应的SMA丝开发出来，目前尚处于微小模型模拟试验研究阶段。

1.4减隔震伸缩装置

以往，桥梁减隔震设计一般集中在支承等方面，而对于桥面部分关注较少，近年来，随着减隔震技术的发展，伸缩装置也开发出了少量减隔震伸缩装置，主要有剪切型和拉索型两大类，如减振降噪支座一般，伸缩装置也在该方面大力发展，将其列入其中，如图：

二、各类装置特点

2.1 抗震支座

抗震支座，顾名思义，即硬抗。在减隔震设计早期阶段，为减少地震对桥梁的影响，在抗震支座基础上开发出了剪切型的抗震支座，即给定一定的地震力，使支座在此之前硬抗，而超过该值后侧变成活动支座，该类支座可以减小地震对桥梁的影响，但存在落梁的隐患。为改变此情况，同济大学在此基础上开发出了拉索支座，使支座位移达到一定值时，支座再次硬抗，从而解决了落梁的问题，同时具有一定的减震作用。

2.2橡胶支座

橡胶隔震支座主要有水平力分散支座、高阻尼/超高阻尼支座、铅芯支座等。近两年，同济大学开发了一种新型橡胶支座——钢丝网支座，改变了传统橡胶支座的受力模型，兼具有普通支座和高阻尼支座的特性。

2.3摩擦摆支座

经过多年的发展，摩擦摆支座百花齐放，先后出现在各种单摆支座，以及双摆、三摆支座等，单摆支座基于基本原理，又发展有双凹面、双曲面、柱面摆等多种形式。近年来，随着国内大位移支座的发展，普通单摆支座抬高的问题显得越来越突出，在此情况下，以洛阳双瑞、济通科技等为代表的国内厂家先后开发出了多种分离式摩擦摆结构，使支座在正常运行时梁体不产生抬高。

各种摩擦摆结构特点如下：

2.4阻尼器

速度锁定器和粘滞阻尼器最先在桥梁上应用，由于其存在密封老化、漏油等不利因素，近年来，软钢阻尼器也在桥梁上得到了大量开发和应用，如宁波春晓大桥采用了三角钢阻尼器、上海大治河大桥采用了E钢阻尼器，昆明机场318国道跨沪昆铁路桥采用了减震卡榫等。近年来，新技术新材料的发展，磁流变、电流变阻尼器的研究方兴未艾，因受成本、材料等因素影响，目前在桥梁上应用不多，大多应用在汽车等小吨位装置上。各阻尼器特点如下：

2.5 减隔震伸缩装置

剪切型伸缩装置最早由德国毛勒、瑞士巴格巴等国际知名伸缩装置厂家研发，近年来，随着拉索支座的开发和发展，将拉索支座的理念延伸到伸缩装置，相继开发出了拉索型钢伸缩装置、拉索梳齿伸缩装置。如下：

表中拉索梳齿伸缩装置在济通科技整体锚固伸缩装置基础上开发而成，具有减振降噪、抗震等功能。