桥梁桥梁减隔震技术概述
减隔震技术基本原理
我国是一个强震多发国家，地震发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡多、灾害严重，特别是近年发生的四川汶川特大地震、青海玉树大地震等地震灾害，给我们带来了惨痛的教训。与此同时，桥梁作为生命线系统工程中的重要组成部分，一旦损毁、中断便等于切断了地震区的生命线，同时，遭受破坏的大型桥梁修复往往非常困难，严重影响交通的抢通及恢复，从而影响救灾工作的开展，继而引发更大的次生灾害。受到这些地震灾害的教训以后，基于桥梁抗震设计的结构控制技术开始在我国桥梁工程界得到日益重视，国内相关部门积极开展了桥梁减隔震设计及研究工作。
对于地震作用，传统结构设计采用的对策是“抗震”，即主要考虑如何为结构提供抵抗地震作用的能力。一般来说，通过正确的“抗震”设计可以保证结构的安全，防止结构整体破坏或倒塌，然而，结构构件的损伤却无法避免。在某些情况下，靠结构自身来抵抗地震作用显得非常困难，需要付出很大的代价。因此，我们必须寻求更为有效的抗震手段，如基于减隔震装置的结构控制技术等。
结构控制技术的应用，不仅可以提高结构的抗震性能，还可以节省造价，从某种意义上来说，这是解决实际结构抗震问题的有效途径。对于桥梁或建筑结构，目前发展相对成熟、实际应用较为广泛的是减隔震技术。减隔震技术是一种简便、经济、、有效的工程抗震手段。
- 图 1 加速度反应谱
- 图 2 位移反应谱
通过地震时的加速度反应谱（图 1）与位移反应谱（图 2）可以清楚地反映出不同阻尼下，加速度和位移随着地震周期的变化规律，当延长结构周期，增加结构阻尼可有效降低地震时的加速度和位移响应。减隔震设计就是利用结构地震响应的这种性质，通过延长结构周期和提高阻尼达到减轻地震作用的目的。
减隔震支座发展及现状
为了减小地震引起桥梁结构的破坏，各国学者对桥梁结构的减震、隔震进行了广泛、深入的研究，并取得了大量的研究成果。研究成果表明：对于桥梁结构比较容易实现和有效的减隔震方法主要是采用减隔震支座。在日本、美国、新西兰等国家的许多桥梁都安装了减隔震支座，并取得了较好的减隔震效果。
由于橡胶支座能通过剪切变形使上、下部地震运动隔离，且具有构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉、安装方便等优点，因而成为常用的一种隔震支座。目前，国内常用的橡胶类隔震支座主要有天然橡胶支座、高阻尼橡胶支座和铅芯橡胶支座。
铅芯橡胶支座是在一般板式橡胶支座基础上，在支座中心放入铅芯，以改善橡胶支座的阻尼性能的一种减隔震支座，其具有减隔震、适用范围广等特点，目前，铅芯橡胶支座已在我国广泛应用。
支座结构设计
〖HDR 系列高阻尼隔震橡胶支座〗是按照现行国家标准（GB 20688）及相关行业规范，同 时参照欧洲标准研制的减隔震类桥梁标准构件系列产品，属省部级重大科技攻关项目资助研发的技术成果（ZL .5、ZL .3），该系列产品通过了省部级科技成果鉴定（陕科鉴字[2010]第 097 号）及相关认证，且已上升为中华人民共和国交通运输行业标准（JT 2009-26），适用于 9 度及以下地震烈度区的各类公路及市政桥梁。
支座分类
按功能形式分类
♦ 固定型隔震支座——支座位移通过橡胶剪切变形实现，橡胶的水平剪切能承受较大的水 平力，按其连接结构又分为Ⅰ型、Ⅱ型两种类型（参见 2.2.2 条），通过高阻尼橡胶在水平方向的大位移剪切变形及滞回耗能实现减隔震功能；
♦ 滑动型隔震支座 滑动型隔震支座——支座位移通过顶面设置的聚四氟乙烯滑板与不锈钢板组成的滑移摩擦副实现，低摩擦系数使支座承受较小的摩擦力，通过滑移摩擦副滑动实现减隔震功能。
按 结构形式分类 分类
1、固定型支座 固定型支座
依据支座不同的抗震技术性能，支座本体与锚固件（或预埋件）间的连接形式及支座与梁、墩的锚固（连接）形式，固定型支座可划分为如下两种类型（两个系列，参见下图）：
♦ Ⅰ 型——支座与墩、梁间采用套筒连接，支座顶面、底面均设预埋钢板，上、下支座钢板和套筒间采用锚固螺栓连接，上、下预埋钢板与套筒间采用配合焊接。
♦ Ⅱ 型——支座与墩、梁间采用套筒连接，支座底面不设预埋钢板，底钢板和套筒间采用锚固螺栓连接，上预埋钢板与顶钢板间采用剪力卡榫连接，上预埋钢板与套筒间采用配
滑动型支座
滑动型支座的结构示意图如下：
2.1.3 按本体形状分类
♦ 圆形隔震橡胶支座——支座本体平面形状为圆形
♦ 矩形隔震橡胶支座——支座本体平面形状为矩形
2.2 支座代号
示例：
HDR （Ⅰ）-D900-G10/8-e168，表示：直径为900mm，橡胶设计剪切模量1.06MPa，设计转角为0.008rad，设计剪切位移量为±168mm的HDR（Ⅰ）圆形固定型高阻尼隔震橡胶支座；省略型号表示为：HDR （Ⅰ）-D900-G10。
HDR （Ⅱ）-350 ×400-G8/8-e56，表示：纵桥向尺寸为350mm、横桥向尺寸为400mm，橡胶设计剪切模量0.80MPa，设计转角为0.008rad，设计剪切位移量为±56mm的HDR（Ⅱ）矩形固定型高阻尼隔震橡胶支座；省略型号表示为：HDR （Ⅱ）-350 ×400-G8。
HDR-D300-H/8-e100，表示：直径为300mm，设计转角为0.008rad（橡胶设计剪切模量 0.64MPa），主滑移方向设计位移量为±100mm的HDR圆形滑动型高阻尼隔震橡胶支座；省略型号表示为：HDR-D300-H/8 HDR-350 ×400-H/8-e150，表示：纵桥向尺寸为350mm、横桥向尺寸为400mm，设计转角为0.008rad（橡胶设计剪切模量0.64MPa），主滑移方向设计位移量为±150mm的HDR矩形滑动型高阻尼隔震橡胶支座；省略型号表示为：HDR-350 ×400-H-e150。 本系列支座原则上本体的长边沿横桥向安装，考虑到桥梁横向尺寸可能受限，定制设计了矩形固定型专用系列（如HDR（Ⅰ/Ⅱ）-AB-G[Z] */ *），布置方式为支座本体的长边沿纵桥向布置。
2.3 产品特点
♦ 水平变位能力强，可有效吸收地震能量；
♦ 结构复位能力强，基本不发生残余位移；
♦ 材料阻尼效果好，具有良好的耗能能力；
♦ 产品结构、功能灵活多样，适用范围广；
♦ 改善受力，经济环保，降低工程总造价；
♦ 安装及检修更换方便，运营维护成本低
3 支座 支座技术性能 技术性能
3.1 支座规格
♦圆形支座分为30类：
D250，D275，D300，D325，D350，D375，D400，D425，D450，D500，D550，
D600，D650，D700，D750，D800，D850，D900，D950，D1000，D1050，D1100，
D1150，D1200，D1250，D1300，D1350，D1400，D1450，D1500；
♦矩形支座分为45类： ：
250×250，250×300，250×350，300×300，300×350，300×400，350×350，350×400，
350×450，400×400，400×450，400×500，450×450，450×500，450×550，500×500，
500×550，500×600，550×550，550×600，550×650，600×600，600×650，600×700，
650×650，650×700，650×750，700×700，700×750，700×800，750×750，750×800，
750×850，800×800，800×850，800×900，850×850，850×900，850×950，900×900，
900×950，900×1000，950×950，950×1000，1000×1000。
注：矩形固定型支座长边纵桥向布置时（即矩形固定型专用系列支座），以上规格表示为长边×短边，例：1000×950。
3.2 设计转角 θ（rad ）
本系列支座设计转角分为两档：0.006rad 和 0.008rad，附表中仅列出了推荐值为 0.008rad对应支座的相关参数。
3.3设计水平力
固定型支座可承受的设计水平力详见各规格尺寸支座的设计参数表；
滑动型支座可承受的设计水平力为支座设计竖向承载力的 3%。
3.4 支座设计位移
滑动型支座顺桥向设计位移分为±100mm 和±150mm 两种，横桥向设计位移为±30mm；
固定型支座的剪应变性能要求如表 1 所示。
