橋梁HDR高阻尼橡膠隔震支座隔震性能 隔震橡膠支座

橋梁HDR高阻尼橡膠隔震支座隔震性能 隔震橡膠支座

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     對HDR高阻尼橡膠隔震支座的力學性能及此支座對橋梁的隔震性能進行了試驗研究。 通過輸入正弦波研究其力學性能, 試驗結果表明:HDR高阻尼橡膠隔震支座是速度相關型支座, 加載頻率的等效水平剛度有較大的影響, 但對其等效阻尼系數影響不大。 然而加載經歷對新型高阻尼橡膠隔震支座的等效水平剛度與等效阻尼系數均有較大的影響。 同時通過速度控制型實時子結構試驗精確、定量地驗證了HDR高阻尼橡膠隔震支座對橋梁的減隔震效果。
    地震造成大量的建筑 、橋梁結構的破壞, 引起較多的人員傷亡, 導致巨大的經濟損失,因此對工程結構進行有效地隔震保護顯得非常迫切 。目前, 在我國的土木工程隔震結構中, 最常用的隔震裝置是鉛芯疊層橡膠隔震支座 。但是實驗研究證明其使用的橡膠在低溫下存在著迅速硬化的現象, 大量的研究也表明在溫度和交通荷載(低周疲勞)作用下支座中的鉛芯將產生疲勞剪切破壞, 使支座的阻尼性能大幅度的降低 ,5000 次水平小位移低周反復加載后其阻尼大致降低25%;同時鉛芯疊層橡膠隔震支座在生產和使用過程中 , 鉛將對環境造成無法彌補的污染。在使用過程中造成橡膠開裂、鉛芯外露, 也將會對環境造成污染, 同時其使用功能也受到很大的影響 。特別是在既是強地震帶, 又是自然環境保護區的西藏、云南等地,鉛對生態環境造成的污染將是無法彌補的 。因此研究性能穩定的新型高阻尼橡膠隔震支座,既能有效地保證工程結構的安全,又可以避免對生態環境的污染 。

    目前,美國、西歐和日本等國投入了大量的物力和財力研制性能卓越的新型高阻尼材料隔震支座,既能夠不污染環境又可以用于保護在強烈地震中工程結構的安全 。在我國 , 目前主要是通過炭黑與橡膠分子鏈的游離基產生化學吸附與結合, 形成炭黑-橡膠凝膠結構來增加橡膠的阻尼。但是炭黑-橡膠凝膠不是穩定的化學反應產物 ,而是化學吸附與結合的產物 ,研究證明這種結構在應力的反復作用下容易破壞,阻尼性能不穩定 ;同時研究也表明炭黑對橡膠的硬化效應比較顯著, 使橡膠的延伸率降低 。
     本文在創新地開發出HDR高阻尼橡膠隔震支座(HDR)的基礎上,研究其力學性能 ,通過不同的加載順序研究加載經歷對HDR高阻尼橡膠隔震支座的等效剛度和等效阻尼系數的影響 , 并推導出穩定后HDR高阻尼橡膠隔震支座的等效剛度和等效阻尼系數的計算模型 。在以上研究的基礎上 ,開發速度控制型實時子結構試驗系統, 并通過此試驗系統驗證HDR高阻尼橡膠隔震支座對橋梁的隔震效果。