爱华网桥梁是交通运输线上的枢纽工程，是生命线工程的重要组成部分，在抗震减灾中起着重要作用。而生命线工程的破坏将造成救灾工作的巨大困难。提高桥梁的抗震能力一直是抗震工作者关心和研究的重要课题。 作为整体型减震支座中的一种——铅销橡胶支座(LRB)，在竖直方向可支承桥梁结构的恒重和活载，在水平方向则具有较好的柔性，以满足较大的变位，使桥梁结构的振动长周期化；同时，利用滞回阻尼或粘性阻尼等吸收耗散振动能量，提高桥梁结构的阻尼，从而达到减小地震作用的目的。 1.桥梁常用减隔震装置 减隔震装置包括阻尼器和减震支座。 1.1阻尼器 阻尼器是吸收地震能量、抑制变形的装置。目前国际上广泛用于工程上的阻尼器有：钢棒阻尼器、粘性阻尼器、摩擦阻尼器和铅阻尼器。其各自的特点为： 钢棒阻尼器：利用钢材的弹塑性来吸收地震能量，特殊的钢棒与特殊的轴承组合可开发出40cm变形能力的高性能阻尼器。 粘性阻尼器：利用粘性液体来吸收地震能量。由阻尼常数的形式容易掌握减震的效果。此外，它不具有方向性，机构比较简单。 摩擦阻尼器：又叫摩擦缓冲器。它是由钢板组成，上下板固定在基础一侧，中板固定在建筑物一侧。由于地震力作用，使这些钢板发生回转运动，由于摩擦力的作用使相互间的运动受到限制。 铅阻尼器：利用高纯度铅在大变形范围具有良好的反复塑性变形能力来抑制较大变形，吸收地震能量。 1.2减震支座
减震支座，又称为隔震或免震支座，是由隔离体和阻尼器所构成的减震装置。隔离体用来提供对桥梁结构的柔性支承，而阻尼器则在抵抗结构水平力，阻止桥梁产生过大变位的同时，吸收耗散振动能量，二者可以是一个整体，也可以在结构上是分离的。 2.铝销橡胶支座 2.1铅销橡胶支座的构造 铅销橡胶支座由用来支承荷载的层状橡胶、钢板及用于吸收耗散能量的铅销组合而成。同普通板式橡胶支座不同的是，上下各粘有一定厚度的钢板及加有一定数量的铅销。 铅销橡胶支座中的铅销可以是一根或几根，这样，就可以通过调节铅销的直径或截面积来决定其吸收和耗散振动能量的功能，所以使支座的设计有较大灵活性。 2.2铅销橡胶支座的工作原理 分层橡胶支座的主要缺点是阻尼很小，有时在较低水平力作用下(如制动力等)，由于支座较柔，支座变形也可能很大。如果在分层橡胶支座中插入铅销，则可以得到一个紧凑的隔震装置。铅销提供了地震下的耗能和静力荷载下所必须的屈服强度与刚度，在较低水平力作用下，因具有较高的初始刚度，其变形很小。在地震作用下，由于铅销的屈服，一方面消耗地震能量；另一方面，刚度降低，达到延长结构周期的目的。 如图1所示，为铅销橡胶支座在交变荷载作用下的滞回曲线，说明加载时消耗于金属的变形功大于卸载时金属放出的变形功，因而有一部分变形功为铅销所吸收，然后又转化为热能耗散到大气中，从而达到吸收耗散振动能量的目的。其吸收能量的大小可由滞回曲线所包围的面积来计算。 图1 滞回曲线 使用金属铅的原因是因为铅在经过冷变形后，可在常温下(15℃)再结晶。而且，铅具有较低的屈服剪切强度(约10MPa)，具有足够高的初始剪切刚度(G约等于130Mpa)，性能为理想弹塑性且对于塑性循环具有很好的耐疲劳性能。在荷载反复作用下，铅销橡胶支座可以保持它的性能，且不需要经常维修，具有良好的耐久性。 由图1可见，普通橡胶支座的滞回曲线所包围的面积远远小于铅销橡胶支座的滞回曲线所包围的面积，即铅销橡胶支座吸收耗散振动能量的作用远远大于普通橡胶支座的作用。 由上可知，铅销橡胶支座具有如下工作特性： 竖向刚度很大，可以支持上部结构重量；变位较大时，等价水平刚度很小，能有效地延长桥梁的固有周期，减小地震反应：铅销的高弹塑性使它在变形时有很大的滞回阻尼，耗散了更多的能量；处于弹性的铅具有大的初始刚度，从而保证了在风力、制动力等常时小水平荷载作用下的良好使用性。 3.铅销橡胶支座的力学性能 3.1铅销橡胶支座的静力特性 桥梁是露天结构物，采用的铅销橡胶支座在材料、功能上应能够长期稳定因此铅销橡胶支座应具有以下静力特性。 3.1.1竖向承载能力 铅销橡胶支座一般需要较大变位来充分发挥减震耗能作用，竖向承载能力应根据《标准》中普通板式橡胶支座竖向承载力的规定按照相同或更安全的原则从平面尺寸的系列规格中选取。 3.1.2平时水平荷载抵抗能力 地震的随机性、偶然性和不确定性，使铅销橡胶支座的屈服荷载应由设计来确定，使其大于平时作用于上部结构的风、制动力等(地震作用除外)水平力之和；而当地震发生时，又保证其可以产生大的变位。 3.1.3徐变压缩量 在上部结构恒载竖向力的持久作用下，铅销橡胶支座的橡胶隔离体会产生徐变变形而使上部结构下沉造成路面不平。减震设计中，应使铅销橡胶支座在竖向荷载作用下的徐变量控制在橡胶总厚度的5％以下。 3.2铅销橡胶支座的动力特性 铅销橡胶支座在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： 3.2.1合适的刚度和阻尼 铅销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。这是由于最终的减震效果是由铅销橡胶支座的等价刚度和等价阻尼常数决定的。当铅销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控制在±10％以内时，桥梁上部结构的加速度、变位等的变化幅度在使用中不会产生问题。 3.2.2承受大震作用的能力 铅销橡胶支座在50次连续的正负反复荷载作用、剪切变位为有效设计变位的情况下，性能必须稳定，支座不得损坏。 3.2.3正的切线刚度 铅销橡胶支座应具有正的切线刚度。即使在大的地震发生时，支座的响应进入了非线性区域而产生了大的变位也要求铅销橡胶支座具有正的切线刚度。 4.结语 铅销橡胶支座的应用对桥梁振动特性有明显的改变。 由于铅销屈服刚度较小和阻尼作用，安装铅销含量适宜的支座的桥梁的计算地震内力远小于安装普通橡胶支座桥梁的计算地震内力。 不适宜的铅销橡胶支座可能使桥墩处于不利的抗震状态。 铅销橡胶支座的铅销含量要进行优化汁算，并同时控制其L1、L2阶段的地震位移比和减震率，否则，可能使桥粱处于不利的抗震状态。
