减隔震球形支座

FSQZ分离式双球面减、隔震球型支座

抗震技术是桥梁、建筑和水利等工程建设的一个重要技术领域，通过采用隔震、减震和调整结构动力特性等方法，使工程结构在地震力和风力等作用下的动力反应能及时有效的控制，从而确保结构本身的安全。近三十年，桥梁支座取得了重大发展，板式、盆式橡胶支座和球形支座逐步得到广泛应用，并已成为国内外桥梁支座应用的主流。板式橡胶支座应用于承载能力、线变位和角变位较小的桥梁工程，而盆式橡胶支座应用于承载能力、线变位和角变位较大的桥梁工程。球形支座用于承载力大，转角大的桥梁工程。但是，这些常规支座具有较小的减隔震能力，不能抵御大地震对桥梁的危害。到目前为止，虽有部分抗震盆式橡胶支座出现，但只限于增加支座的水平抗力，无法彻底避免地震峰值效应对结构造成的破坏，其减隔震效果不够理想。传统的抗震技术是沿用“硬抗”的途径，即按照预定的地震烈度限定结构的抗震能力，所以传统支座具有一定的抗震能力,但当地震超过预定的烈度时，结构就处于不安全状态。随着越来越对结构抗震减震要求的提高，普通支座不能满足工程减震要求，具有抗震消能功能的支座越来越多的被要求。随着经济的发展，抗震桥梁不断增多，通过一定的改进设计，依靠球形支座自身减震耗能而开发的减隔震球型支座的需求越来越大。FSQZ的开发促进我国在结构物减隔震技术领域的发展，并拓展此类支座在桥梁、建筑等减隔震结构中的应用也有积极的现实意义。

减隔震球型支座的开发研制起步较晚，二十世纪八十年代中期，新西兰、日本、美国、德国等少数先进发达国家开始系统性研究减隔震支座，截至目前，新西兰和日本研制的铅芯板式橡胶支座较为成功，已广泛应用于新西兰、日本、美国、德国等多座桥梁及建筑结构工程，部分工程已经受过强烈地震的考验，减隔震支座的抗震性能优越。

我国对隔震型支座的研究始于近几年，还没有形成成熟的系列化产品，仅部分用于建筑和桥梁结构，研制的步伐较国外相对滞后。在一些大型结构工程中，具有足够大的承载能力的盆式支座和球形支座上具有良好效果。

减隔震设计方法是一种比较新的桥梁抗震设计方法，其在桥梁抗震中的应用在最近二十多年的时间里得到了广泛的发展。所谓“减隔震”，包括两层含义，一是减震，即利用耗能装置消耗地震输入的能量：二是隔震，即利用一些特殊装置将地震能量的输入路径在某种程度上隔断，以达到减小地震能量输入，保护桥梁下部结构的目的。减隔震技术在桥梁结构中的应用往往是通过减、隔震支座来实现的。减隔震支座一般是通过橡胶的变形耗能，钢构件的屈服耗能或者滑动摩擦耗能来达到减震的目的，同时通过地震作用下支座的变形使桥梁结

构的周期延长来达到隔震目的。

普通的双球（曲）面支座存在不可避免的缺陷：

◆正常工况和地震工况均采用同一组摩擦副，设计参数混淆，不能同时较好地满足

两种工况下的需求。

◆在正常工况下，桥梁发生正常位移不但要克服支座摩擦副的摩擦阻力，同时也要

克服梁体自重在支座球面上的分力，而且这个分力还比较大。因此，桥梁的正常

位移受到较大影响；

◆支座竖向高度频繁改变，对静定结构的桥身产生次内力，长期作用对桥梁必将产

生较大的疲劳损伤等影响；

◆支座摩擦副长期受到偏载作用力，能否达到设计使用寿命是无法通过试验取得验

证的。

分离式双球面减、隔震球型支座是一种参考国外FPS摩擦摆支座，利用动、势能转化原理，将地震动能转化为重力势能，从而减弱地震对桥梁破坏的支座。

双球（曲）面支座与橡胶类减隔震支座相比具有构造简单、承载力大、耐久性好等优点，自从被开发以来，其在桥梁减隔震设计中已经得到了越来越多的应用。