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.

 
  Резинометаллические опорные части со свинцовым стержнем (из натуральной или синтетической резины с малым коэффициентом демпфирования) - №1 - открытая онлайн библиотека

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

Резинометаллические опорные части со свинцовым стержнем (из натуральной или синтетической резины с малым коэффициентом демпфирования) - №2 - открытая онлайн библиотека

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 Резинометаллические опорные части со свинцовым стержнем (из натуральной или синтетической резины с малым коэффициентом демпфирования) - №3 - открытая онлайн библиотека 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.