Резинометаллические опорные части со свинцовым стержнем (из натуральной или синтетической резины с малым коэффициентом демпфирования)

В последние годы широко используются эластомерные опорные части со свинцовым стержнем (Рис.10.4.3, Рис.10.4.4.). Эти опорные части изобретены в Новой Зеландии в 1975 году и с тех пор широко используется во многих странах: Японии, США, Канаде и в странах Европы.

Рис.10.4.3. Резинометаллическая опорная часть из натуральной резины со свинцовым стержнем

Рис.10.4.4. Фотография опорной части со свинцовым стержнем

Представим основные детали опорной части со свинцовым стержнем.

Резиновые слои из материала с малым коэффициентом демпфирования обеспечивают поперечную податливость. Модуль сдвига 0.6 – 0.7 МРа при деформации сдвига 100%. Максимальные деформации сдвига 125-200%. Так как деформации сдвига в опорных частях обычно не превышают 200 %, зависимость характеристик от деформации и их вариации не такие значительные как у опорных частей с повышенным коэффициентом демпфирования.

Стальные пластины обеспечивают вертикальную жёсткость и ограничивают поперечное выпучивание резины.

Свинцовый стержень, впрессованный в опорную часть, обеспечивает рассеяние энергии вследствие текучести свинца. Напряжения текучести свинцового стержня в начальный момент равно 10.5 МРа. При циклическом нагружении жёсткость уменьшается вследствие повышения температуры. Гистерезисная кривая строго зависит от перемещений. Усталостные явления не проявляются, так как свинец перекристаллизируется при нормальной температуре.

Опорные части со свинцовым стержнем (Lead rubber bearing), известные в мире под маркой (LRB), были запатентованы фирмой Dynamic Isolation System или (DIS). Типовые размеры этих опорных частей и значения их несущей способности представлены в Таблице 10.4.1. Эти опоры используются как для усиления сейсмостойкости существующих старых мостов, так и для строительства новых.

Таблица 10.4.1. Величины максимальных нагрузок

на опорные части типа DIS (kN)

Размеры в плане A(мм) B(мм)	Площадь	Толщина слоёв резины, (мм)
6,5	9,5	12,5
		52,258
		64,516
		78,064
		92,903
		109,032
		126,451	1,010
		145,161	1,263
		165,161	1,552	1,041
		186,451	1,882	1,259
		209,032	2,255	1,508	1,139
		232,903	2,678	1,793	1,348
		258,064	3,149	2,104	1,583	1,068
		284,516	3,674	2,455	1,846	1,241
		312,257	4,252	2,842	2,135	1,437
		341,290	4,888	3,265	2,455	1,650
		371,612	5,582	3,727	2,802	1,882
		403,225	6,343	4,234	3,185	2,135
		436,128	7,170	4,786	3,598	2,411
		470,322	8,064	5,382	4,043	2,713
		505,805	9,029	6,027	4,528	3,034
		542,580	10,070	6,721	5,048	3,380
		580,644	11,187	7,464	5,609	3,754
		619,999	12,383	8,264	6,205	4,154
		660,644	13,660	9,118	6,845	4,581
		702,579	15,025	10,026	7,530	5,040
		745,805	16,480	10,995	8,255	5,524
		790,321	18,023	12,023	9,029	6,040
		836,127	19,660	13,117	9,848	6,587

Эффективность опорных частей со свинцовым стержнем обусловлена высокой диссипацией энергии свинцовой вставкой. Такая опорная часть ведёт себя как упруго пластический элемент.