彭文礼

(新疆水利水电勘察设计研究院,乌鲁木齐 830000)

0 引 言

地震是一种突发性的自然灾害现象，其造成的经济损失不容忽视，地震发生后桥梁倒塌、交通切断、救灾困难、随之次生灾害加剧，人类面对地震之后的灾区心急如焚，却无计可施。一次次惨痛的教训提醒桥梁工程师，桥梁抗震设计非常重要[1-2]。摩擦摆支座(Friction pendulum bearing，FPB)是一种良好的减震、隔震装置，其特点是承载力高、造价低、易施工、易维护[3-5]，应用非常广泛，如土耳其博卢高架桥，共使用了536个摩擦摆抗震加固;日本的石川县马加拉建筑公司实验室，采用的是双凹型摩擦摆支座，曲率半径为2 500 mm；我国北京经海九路跨通惠排干渠桥应用了摩擦摆式减隔震支座[6]。本文采用Midas Civil分析软件，以靖远金滩黄河大桥(100+168+100)m为工程依托，分析不同参数下摩擦摆式支座的减震效果为桥梁摩擦摆式支座的设计提供依据。

1 摩擦摆支座原理

常见的支座有板式橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座以及摩擦摆式支座。传统的摩擦摆支座本质也是摩擦阻尼的一种支座，下支座板是一个凹球面，利用钟摆原理来延长结构的自振周期，进而减小地震力的作用。其构造如图1所示，摩擦摆支座的力学简图如图2所示。

图1 摩擦摆支座构造图

图2 摩擦摆支座力学简图

摩擦摆支座的主要参数包括支座滑道半径以及支座摩擦系数，其中摩擦系数是最为重要的一个参数。由于速度滑动较低时摩擦系数较小，且接触点黏着效果较强，因而静态摩擦较大，但在滑动时，不锈钢的表面上会附着一层极薄的聚四氟乙烯，这层聚四氟乙烯有高度的导向性与晶体性，速度较低时，切向的摩擦力大于剪力。……