球鉸支座設(shè)計通過合理安放支座為橋梁提供水平方向上的柔性支撐,增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)在水平方向的穩(wěn)定性,并利用阻尼裝置增強(qiáng)整個橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼效應(yīng)。通過對設(shè)計反應(yīng)譜的分析,可以得知當(dāng)系統(tǒng)周期增長時,設(shè)計荷載相應(yīng)減少,地震作用也會隨之減少。因此,橋梁球鉸支座設(shè)計需要以增長系統(tǒng)固有周期后的耗能能力衡量減振隔振性能,并考慮球鉸支座應(yīng)用后是否對橋梁的橋面與下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的效應(yīng)而影響橋梁的正常使用。應(yīng)用減隔震技術(shù)的橋梁需要有較為堅實(shí)的基礎(chǔ)地基,如果是軟土地基,或是下部結(jié)構(gòu)柔性較大,需要綜合使用減隔震技術(shù)與其它技術(shù)措施,以保證減振隔振的實(shí)際效果。

在橋梁減隔震裝置中,較為常用的是由橡膠板、鋼板高溫硫化粘結(jié)制成的橡膠支座,由于橡膠層與鋼板緊密粘結(jié),薄鋼板能夠約束橡膠支座在垂直荷載下的橫向變形,因而具有較好的豎向性能。另外,由于在水平荷載下鋼板對橡膠層的約束是柔性的,橡膠支座的水平剛度較小,并且剪切剛度是隨著變形的變化而變化的,較小變形的情況下水平剛度較大,當(dāng)變形達(dá)到中等時水平剛度較小,而隨著變形的進(jìn)一步增大水平剛度又會隨之增加,從而起到保護(hù)的作用。橡膠支座在橋梁中的使用,如果受到小震作用,橋梁結(jié)構(gòu)相當(dāng)于連接在一個剛性基礎(chǔ)上,而如果受到強(qiáng)震作用,橡膠支座能夠吸收大量能量,并提供柔性滑動。
雙曲面球鉸支座是減隔震鋼支座,是對球型滑動支座進(jìn)行改造,將普通球型滑動支座的平滑動面改為球面,結(jié)構(gòu)上包括一個具有滑動凹球面的上支座板、一個具有雙凸球面的中支座板和一個具有轉(zhuǎn)動凹球面的下支座板,滑動球面和轉(zhuǎn)動球面的摩擦副都是由不銹鋼板和聚四氟乙烯板組成的。橋面支承在可滑動的上支座板上,在常用荷載作用下,由于限位螺栓的作用,不允許有相對滑動,相當(dāng)于固定支座;在地震荷載作用下,限位螺栓被剪斷,支座滑動使橋面相對橋墩發(fā)生位移,水平運(yùn)動將產(chǎn)生一個重力的豎向提升,因而可以產(chǎn)生恢復(fù)力。
