Фрикционные опорные части

Одним из наиболее популярных и распространённых в последнее время способов сейсмоизоляции мостовых конструкций является использование фрикционных опорных частей. Поглощение энергии в этих опорных частях происходит за счёт работы сил трения и рассеяние её в виде тепла в окружающее пространство. Особенностью этих устройств является широкий диапазон частот, в котором они эффективно рассеивают энергию сейсмических воздействий и уменьшают амплитуды колебаний элементов конструкций.

Фрикционные опорные части уменьшают силы, передающиеся на пролётное строение моста при воздействии землетрясения за счёт того, что пролётное строение перемещается на опорных частях с малым коэффициентом трения. Максимальная сила трения между поверхностями, по которым происходит скольжение, является предельной силой, передающейся на сейсмоизолированную часть сооружения.

За последние 20 лет предложено большое количество конструкций опорных частей такого типа. Рассмотрим одну из них, наиболее удачную и получившую широкое распространение (Рис.10.4.9.) Это устройство было впервые предложена Mostaghel и Khodaverdian в 1987 году и известно под маркой R-FBI: резино-фрикционные изоляторы.

Опорные части состоят из набора концентрических стальных пластин с тефлоновым покрытием. В центре (внутри опорной части) находится резиновый сердечник и несколько резиновых стержней, расположенных на некотором расстоянии от центра.

.

Рис.10.4.9. Фрикционная опорная часть марки R-FBI

Резиновые стержни не несут вертикальной нагрузки, поэтому вулканизируются внутри опорной части и обеспечивают распределение относительных перемещений пластин по высоте. Такая комбинация подвижных пластин и резины обладает фрикционными и упругими свойствами. Упругие и демпфирующие характеристики таких опорных частей определяются в результате лабораторных испытаний.

Основным недостатком, проявляющимся при использовании только фрикционных опорных частей при сейсмоизоляции, заключаются в отсутствие сил, возвращающих сейсмоизолированную часть в первоначальное положение, и отсутствие определённости и предсказуемости величины реакции. Это требует добавление упругих элементов для возвращения пролётного строения в исходное положение или модификации конструкции опорной части. Такой модифицированной конструкцией, которая обеспечивает возвращение пролётного строения в исходное положение и рассеивает энергию, являются фрикционно-маятниковые опорные части.