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
铅芯隔震橡胶支座按本体形状分为矩形铅芯隔震橡胶支座和圆形铅芯隔震橡胶支座。
支座型号
支座结构
铅芯隔震橡胶支座的竖向载荷传递过程是梁体→上预埋钢板→上连接钢板→上封板→ 橡胶、铅芯、加劲钢板叠层结构→下封板→下连接钢板→墩台。
铅芯隔震橡胶支座的地震水平载荷传递过程是墩台→下锚固组件→下连接钢板→剪 切键、下封板→橡胶、铅芯、加劲钢板叠层结构→上封板、剪切键→上连接钢板→上预埋钢板→通过上锚固组件传递到梁体。
产品特点
♦ 竖向刚度稳定，竖向承载效果好；
♦ 水平刚度适中，满足地震和常规位移需求；
♦ 铅芯阻尼效果好，具有良好的耗能能力；
♦ 本体采用天然橡胶，温度适应范围较广；
♦ 铅芯面积可调，方便支座阻尼比调整；
♦ 安装及检修更换方便，运营维护成本较低。
支座技术性能
规格系列
◆ 圆形铅芯隔震橡胶支座分为 铅芯隔震橡胶支座分为 22 类：
d420，d470，d520，d570，d620，d670，d720，d770，d820，d870，d920，d970，
d1020，d1070，d1120，d1170，d1220，d1270，d1320，d1370，d1420，d1470。
◆矩形铅芯隔震橡胶支座分为 25 类：
300×420，350×350，350×520，420×420，470×570，520×520，520×620，570×570，
570×670 ， 620×620 ， 670×670 ， 720×720 ， 770×770 ， 820×820 ， 870×870 ， 920×920 ，970×970，1020×1020，1070×1070，1120×1120，1170×1170，1220×1220，1270×1270，1320×1320，1370×1370。
剪切模量
本系列支座设计剪切模量为 0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa。
水平等效刚度
175%剪应变时矩形铅芯隔震橡胶支座大水平等效刚度为 9.7kN/mm，小水平等效刚度为1.3kN/mm，圆形铅芯隔震橡胶支座大水平等效刚度为 10.4kN/mm，小水平等效刚度为1.1kN/mm。各个规格系列水平等效刚度详见支座规格尺寸的设计参数表。
等效阻尼比
175%剪应变时矩形铅芯隔震橡胶支座大等效阻尼比为 22.7%，小等效阻尼比为 14.4%，圆形铅芯隔震橡胶支座大等效阻尼比为20%，小等效阻尼比为13.5%。各个规格系列等效阻尼比详见支座规格尺寸的设计参数表。
设计剪切位移
本系列支座的设计剪应变如表 1 所示。
表 1 铅芯隔震橡胶支座的设计剪应变
温度适用范围
本系列支座的环境温度范围为-25℃~+60℃。
注：若项目有特殊需求，本系列支座以上各技术性能参数均可进行定制设计
