高阻尼橡胶支座减隔震分析与生产安装

橡胶支座是一种应用广泛的桥梁支撑，它由加劲钢板和橡胶组成，具备了结构简单、生产要求不高、价格低、安装维护方便的优点而使用广。然而普通橡胶支座不满足高烈度震区桥梁的抗震需要。铅
芯隔震橡胶支座由于在橡胶支座中加入了高纯度铅棒，增大了支座的阻尼，其阻尼比可达到0.18甚至更高，具有良好而稳定的耗能能力，在水平剪切变形时的力学模型呈双折线型，是一款效果优良、性能稳定的结构减隔震技术产品，因此在国内外均有大量的工程应用并取得了良好的效果，经受了多次强震考验。近20年，国外兴起阻尼比为0.12的高阻尼橡胶支座，现阶段已发展到阻尼比高达或超过0.18的超高阻尼橡胶支座，并且已有具体的工程应用。

超高阻尼橡胶支座的力学性能要求

超高阻尼橡胶是在橡胶中加入助剂而提高了橡胶的阻尼耗能能力，用超高阻尼橡胶生产的超高阻尼橡胶支座，应当满足桥梁支座的基本力学性能要求：即支座等效水平刚度、等效阻尼比的变化率在±30%的范围以内，水平极限变形能力达300%以上。

另外应特别注意的是水平疲劳稳定性和低达－20℃的支座低温性能。桥梁结构中的隔震支座在使用寿命内，可能会经受多次地震。每次地震作用，隔震支座都会承受水平和竖向的反复循环荷载作用，各种条件下其等效水平刚度和等效阻尼系数的改变也会影响结构反应分析的准确性。

在地震作用下，高阻尼橡胶支座进入非线性状态而耗能，理论上反应谱法只适合于计算线性结构，因此顺桥向和横桥向的地震反应计算也只能用时程分析法。限于篇幅，现列出12号桥墩E2地震条件下的非隔震与隔震分析结果，ElCentro波和Kobe波以及Taft波的的顺桥向桥墩底部弯矩隔震率0.90、0.90、0.89；横桥向桥墩底部弯矩隔震率0.92、0.92、0.90；顺桥向桥墩底部剪力隔震率0.90、0.89、0.89；横桥向桥墩底部剪力隔震率0.92、0.91、0.90；顺桥向单桩桩顶弯矩隔震率0.89、0.88、0.88；横桥向单桩桩顶弯矩隔震率0.64、0.63、0.56；顺桥向单桩桩顶剪力隔震率0.90、0.88、0.88；横桥向单桩桩顶剪力隔震率0.65、0.58、0.57。分析计算表明，采用合适的超高阻尼隔震橡胶支座，使得连续梁的自振周期从0.69秒延长至1.25秒。由于超高阻尼隔震橡胶支座的水平刚度较小，隔震桥梁的地震位移反应集中在隔震支座上，在E2地震的作用下，使得地震水平力合理地分配在各个桥墩中，减少了地震力集中的现象，改善了结构的受力不均匀。

高阻尼橡胶支座减隔震分析结论

（1）在E1地震作用下，顺桥向和横桥向隔震桥梁墩底弯矩和剪力的减震系数大部分在50%以上，桩顶内力的减震系数大部分在30%以上，隔震桥梁较非隔震桥梁的内力分布更加均匀，保证桥梁安全运行。

（2）在E2地震作用下，对于非隔震结构，桥墩底部内力分布极度不合理，内力主要集中在12、13和14号墩上，并且进入强烈塑性状态，严重影响桥梁的运行，甚至会导致桥梁的倒塌。

（3）在E2地震作用下，采用超高阻尼隔震橡胶支座的桥梁墩底的弯矩和剪力的减震系数大可达92%，避免了塑性铰的产生，桩顶的内力减震系数大可达91%，保证桩基础的安全。

（4）由于隔震支座的变形量较大，应该正确地选择合适匹配的伸缩缝装置。

超高阻尼橡胶支座产品的生产与安装

生产工艺是保证产品性能的重要途径，其中主要的是超高阻尼橡胶的配方性能，同时要保证产品的生产过程和质量控制要求与设计要求一致，生产完成后进行成品测试，测试结果符合上述要求。控制批量生产时应特别注意产品的质量及组装时的质量要求；橡胶支座的安装也是要求按规范进行，特别注意安装的平整、密实，保护不被机械擦伤。