公路桥梁建筑工程LRB铅芯橡胶支座的抗拉强度抗地震减隔震

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公路桥梁建筑工程LRB铅芯橡胶支座的抗拉强度抗地震减隔震

公路桥梁建筑工程LRB铅芯橡胶支座的抗拉强度 抗地震减隔震
铅芯橡胶支座是在RB支座的中心压入铅芯构成的。铅芯压入后与橡胶支座融为一体追随剪切变形，这种支座是由橡胶支座安定的复原装置和铅的能量吸收装置所构成的阻尼机构一体型的隔震装置。铅是一种具有良好塑性变形能力和能量吸收能力的金属。铅芯橡胶支座也是早用于隔震结构的支座之一。铅芯橡胶支座凭借其优良的力学性能，较为简单的构造和高性价比，已经在工程中广泛应用。
铅芯支座属于隔震支座。是在普通叠层橡胶支座的中心插入铅芯，以改善橡胶支座阻尼性能。铅芯支座除能承受结构物的重力和水平力外，铅芯产生的滞后阻尼的塑性变形还能吸收能量，并可通过橡胶提供水平恢复力。

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基本性能：1、铅阻尼器的能量吸收能力
　　橡胶本身是一种易拉压变形的材料，单做成支座加力后变形(如图)。工程用橡胶支座是由薄钢板与薄橡胶层叠组成，钢板对橡胶竖向变形有的约束作用，竖向压缩刚度非常高，但与天然橡胶支座一样，LRB支座拉伸刚度较低，约为压缩刚度的1/7～1/10。
2、LBR支座的水平变形能力
　　钢板约束橡胶的竖向变形但对其水平变形没有影响。同时铅芯能够很好地追随支座变形，吸收地震能量。LRB支座水平性能稳定，LRB支座由于铅芯的存在，能够限制支座的水平变形，如下图所示，装有LRB支座的隔震结构的水平变形要比装有RB支座的小（不考虑外加阻尼作用下）。
3、LRB支座的工作特点
　　铅芯橡胶支座通过铅芯的大小来调整阻尼的大小。铅芯直径增大后，屈服力变大，阻尼量增加，但中心孔过大也会给支座的性能带来不良影响。
4、LRB支座的耐久性
　　日本等国家的工程调查表明，LRB支座与RB支座基本一致，隔震橡胶即使在使用100年后，其内部橡胶依然完好。有调查显示，LRB支座使用10年后，其特性基本保持不变，并预测出60年后其性能仅会下降3%。
5、LRB支座的基本力学性能
　　铅芯橡胶支座的滞回性能可用下图的双线型模型表示。其中细实线为橡胶支座的滞回特性。LRB支座的水平特性是与图示的橡胶部分与铅芯部分水平性能叠加而成，如图粗实线所示。铅芯橡胶支座在剪切变形为250%能表现出稳定的双线型滞回特性

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优点：一、除了本身的隔震力学性能满足抗震设计及使用要求外，铅芯隔震橡胶支座还具备耐久性好，抗低周期疲劳性能、抗热空气老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均较好，其寿命可达60～80年，期间的隔震力学性能不会发生明显变化，也就是说在60年之内不会影响使用，可见，与建筑物具有同等寿命。
二、具有足够的水平刚度，建筑物的基本周期延长到1.5~3.0秒左右；另外具有足够竖向承载力，能够稳定的支承建筑物。
三、具有足够大的水平变形能力储备，以确保在强震作用于下不会出现失稳现象。
四、水平刚度受垂直压缩荷载的影响较小。
五、设计及施工方便。

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铅芯橡胶支座的力学性质
一、铅芯橡胶支座的静力特性
桥梁是露天结构物,采用的铅芯橡胶支座在材料、功能上应能够长期稳定,因此铅芯橡胶支座应具有以下静力特性。
1.耐久性
用于公路桥梁上的铅芯橡胶支座在风、雨、温度和太阳光的长期影响下,并在遭遇地震时应能保持稳定的功能。因此,制造支座所选用的材料及支座结构应有较好的耐久性,且维修养护方便。
2.竖向承载能力
铅芯橡胶支座承受荷载的能力,应根据《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4一93)中的规定选取。
3.徐变压缩量
铅芯橡胶支座在竖向荷载作用下的徐变量应为橡胶总厚度的5%以下。
4.温度稳定性
如果铅芯橡胶支座的等价刚度随温度变化而发生大的改变,则桥梁的固有周期将发生变化,这样就可能达不到设计预想的减震效果。因此,规定在一10℃至+40’C的温度范围内,支座等价刚度的比值(温度变化前后等价刚度之比)应簇1.3;同时,桥梁的固有周期的变化应在巧%以下。
5.平时水平荷载抵抗能力
铅芯橡胶支座不仅受到地震作用,而且还受到风、制动力等水平力的作用,如果由风、制动力等水平力作用,使桥梁产生较大的水平位移,则将降低桥梁的使用功能,并造成不安全感。因此,支座对于这种不利的水平变位有充分的抵抗能力。即铅芯橡胶支座的屈服荷载应由设计来确定,使其大于作用于上部结构的风、制动力(除地震力作用)等水平力之和,而当地震发生时又可产生大的变位。
二、铅芯橡胶支座的动力特性
桥梁上使用的铅芯橡胶支座,当地震发生时,将受到地震力的往复作用。因此,支座在地震产生的反复荷载作用下,应具有以下动力特性。
1.合适的刚度和阻尼
铅芯橡胶支座的等价刚度和等价阻尼常数的平均值与设计值的差应在±10%的范围内。这是由于终的减震效果是由铅芯橡胶支座的等价刚度和等价阻尼常数决定的。
2.承受大震作用的能力
铅芯橡胶支座在50次连续的正负反复荷载作用,剪切变位为有效设计变位UBe的情况下,性能稳定,支座不得损坏。
3.正的切线刚度
铅芯橡胶支座具有正的切线刚度。即使在大的地震发生时,支座的响应进入了非线性区域,产生了大的变位,也要求铅芯橡胶支座具有正的切线刚度。
4.复位能力
为避免地震发生后铅芯橡胶支座不能恢复变形而对桥梁上车辆行驶产生影响和在遭遇下次地震时不能正常发挥功能,要求支座具有向原来位置复位的能力。
5.动力参数的稳定性
铅芯橡胶支座的等价刚度和等价阻尼常数在平常的荷载变动、温度变化等环境条件影响下应具有稳定性。

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