图1 摩擦摆结构示意图
摩擦摆支座隔震原理:通过摆动,延长下部结构自振周期,实现隔震功能,见图2。周期一般为桥梁固有周期的2倍以上,不能太大,否则难以复位,其范围为2s~6s;太小则梁体升高偏大,因此设计时需针对不同吨位选择合理周期,满足抬高及复位要求。经过公式推导,摩擦摆支座复位应满足地震位移大于支座摩擦系数与隔震曲率之积,见广州大学周云教授发表的相关论文。
图2 摩擦摆摆动示意图
减震原理:通过滑动界面摩擦消耗地震能量,实现减震功能,见图3。
图3 摩擦摆减震示意图
摩擦摆支座按照曲率可分为单摆和复摆结构,见图4。单摆结构是中间球冠衬板上下曲率相差较大,一般以较大曲率半径为设计基准,而复摆是衬板曲率接近或者相等的结构;单摆结构曲率较大的一端较大,安装不便,高度较低,复摆结构上下尺寸近似相等,安装容易,高度较高。对于周期较大、综合位移较大的参数,采用复摆结构较好,而对于周期较小的结构,单摆结构重量较轻,高度小,两者适合不同周期,无绝对之优劣。
图4 摩擦摆支座分类(一)
摩擦摆支座按照摆动方式可分为单曲面和双曲面结构,如图5左所示衡水宝力的三滑动面支座,地震时挡环剪断,下摆带动桥梁开始摆动,图5右为双曲面结构,下转上摆,适用于位移量较大的设计要求。
图5 摩擦摆支座分类(二)
目前国内,涉及摩擦摆支座的企业及其支座名称见图6。
图6 摩擦摆支座企业