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铅芯橡胶支座(Lead一彻bberBeadng)是新西兰人W.H.Robinson在1975年4月发明的,它是在普通板式橡胶支座的中部或中心周围部位竖直压入一个或几个纯度为99.9%以上的铅芯制成的。其吸收耗散振动能量的功能是通过铅芯的剪切变形来实现的。使用金属铅的原因是,铅是一种理想的弹塑性体,且对塑性循环具有很好的耐疲劳性能;同时,铅芯的存在又增加了支座的早期刚度,对常态使用(如风荷和制动力)有利。作为一种减隔震装置,铅芯橡胶支座在水平反复荷载的作用下有良好的稳定滞回特性,可以满足地震时水平荷载反复作用的要求,改变水平加载方向对铅芯支座的滞回特性几乎没有影响,其滞回面积和形状基本相同。因此铅芯橡胶支座对横桥向和顺桥向的地震作用均具有减震特性。
总体而言,作为一种减震装置,铅芯橡胶支座具有足够的竖向刚度以承担竖向荷载,又由于层状结构能使结构有较大的水平位移,在小震作用下有足够大的刚度,使结构满足正常的使用要求,在较小的水平力时刚度减小,从而延长结构的周期,减小了地震力。铅芯橡胶支座具有构造简单、加工制造容易、安装方便,设计阻尼(调节铅芯的几何尺寸)有较大灵活性等优点。因此,铅芯橡胶支座自60年代末滑动摩擦隔震装置。
1.对相同墩高的简支梁桥进行地震响应分析结果表明:(l)相对于板式橡胶支座采用铅芯橡胶支座后,顺桥向各桥墩墩底剪力、墩底弯矩及墩顶位移均大幅度减小,减震效果十分明显,并能较好的控制梁体位移;(2)在不同地震波的作用下,铅芯橡胶支座的减震率差别很大,从整体上看,在二类场地土上铅芯橡胶支座具有明显的减震作用;(3)铅芯橡胶支座的减震效果随着结构刚度的增大而增大。
2.对墩高相同的连续梁桥进行地震响应实例分析结果表明:采用铅芯橡胶支座后,顺桥向各桥墩墩底剪力及墩底弯矩重新分配,更为合理,固定墩减震效果十分明显。
3.对边墩低于中墩的铁路桥梁工况进行研究的结果表明:铅芯橡胶支座对位于简支梁桥两端桥墩的减震效果优于中墩;连续梁桥中墩减震效果十分明显,中墩减震效果优于边墩。
