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徐國彬——“關于支座研發的若干問題”
言：工程中使用的支座是主體結構（上部結構、下部結構、支座）的一部分，所謂主體結構，就是它的失效，將導致結構整體失效。以前認為，支座價格僅為總造價的1%以下，不重要。但它的失效，將導致結構整體失效，如支座選用不當，或設計不合理，其后果將在上部或下部結構中反映出來。往往上部或下部結構先破壞。因此，支座設計存在以下難點：
1、結構的計算是按照它的力學模型進行的，目前廣泛使用的有限元計算不分剛體還是變形體。但事先假定的理想鉸與實際支座餃不同。一個物體不可能同時繞兩個心轉動。如何使兩個轉動中心協調？如不協調則轉不動。這是設計師必須考慮的問題。
2、理想鉸和實際支座餃有差異，誤差。（前者只是想象中的理想餃，無尺寸，后者是有尺寸的實際鉸鏈。）如何消除這種理論和設計中的差別？實際鉸鏈必須協調不同轉動中心，才能使實際鉸鏈轉動靈活。利用EULER-BROUWER定理——(見“拓撲學”、“分析力學”和“接觸力學“）。
3、需滿足不同工程的不同要求。如承受壓力、拔力、X、Y方向不同組合的剪力、位移量、轉角量、精度、自動升降、各種惡劣環境（高、低溫，凍土地帶、水下、鹽霧地區、高烈度區、地殼活動區、腐蝕環境、大噸位、雙向大位移）等。需要單獨設計，而不是一種支座可放之四海而皆能用。
4、支座功能
1）將上部結構的荷載通過支座集中傳遞給下部結構。（受力大而集中）。
2）放彎矩，支座只傳遞集中力，不會將彎矩傳遞給下部結構。利用其轉動
3）必要時釋放水平剪力。以免在墩底（柱底）產生過大彎矩。
4)地震時避免落梁落架。避免產生嚴重的次生的生命、財產損失。
5)制造、安裝一定會產生與設計間的誤差（標高、尺寸、角度、平整度的誤差），這些誤差全靠支座補償。
6)結構計算模型是完全的理想鉸連接，實際支座不可能是理想鉸，且幾種力學分析（剛體力學、變形體力學、柔性體力學）混用，其誤差較大，甚至矛盾。支座設計應補償這些誤差。使力學建模的結構計算結果誤差為最小。
7)實際支座應使理想鉸中心與結構瞬時轉動中心協調。（圍繞二者均可同時轉動）
8）減震支座設計時，必須考慮結構間和支座與結構間的的碰撞問題。給出合適的設計參數。
9）能夠抵消和補償結構制造、安裝所有誤差，因機械制造、澆筑混凝土、鋼結構制造、起吊 裝均不可避免的產生誤差。幾種相應的驗收規范精度相差數千倍，只能靠支座來補償這些誤差。
鑒于支座是主體結構的一部分，其功能極為重要，不可替代。支座受力極為復雜。支座種類（包括與其相連的桿件）繁多，內力又千變萬化，且從時間上考慮，支座內力隨荷載變化而變化，支座必須適應各種復雜工況）還要滿足運動學的要求，它不是結構件，而是機械部件，不但需滿足強度、剛度、穩定性的要求，還要能夠做復雜運動（饒多軸的轉動和沿多軸的移動）。既有理論力學、材料力學、結構力學、彈性理論問題又有機學原理、機械零件和鑄造、機加工等問題。計算和制造工藝復雜，必需編制計算機程序來完成計算。才能使支座滿足各種結構功能要求。而不是試著來，拿實際工程作盲目試驗�；蛞虼硕速M大量材料，還沒有把握支座一定不會出問題。結構節點、支座的計算是世界性問題，沒有解決。均按構造處理。目前還處于“在混沌中探索”階段。本所經多年理論研究（解析分析和數值分析）、系列模型和實體試驗、大量（多于6000個支座）的工程實踐。已得到節點和支座的理論解和編制了計算機分析計算程序《bjsjdcx1-北交所節點程序1 》。
對支座的看法：以前認為支座只是一個小構件，并不重要。經對100多個工程事故分析，幾乎60%以上工程事故均因支座選用、設計不當引起。而且支座設計、制造有許多與結構設計完全不同的思路和原則。上部結構、下部結構、以及連接他們的支座均應是主體結構。
二、支座類型
1、混凝土支座：因混凝土承壓強度低、脆性破壞，現已基本不用。
2、橡膠支座：起用于50年代，至今60年左右，其各項性能、耐久性、化學穩定性己積累大量資料和經驗，對橡膠支座已有較深認識。橡膠支座的優、缺點已掌握。其優點為：構造簡單、價格便宜、已有許多原橡膠廠都在生產橡膠支座，已形成產業化生產。
缺點為：
1）、橡膠支座為一層鋼板、一層橡膠所構成。鋼板增加了支座的豎向承載力。但支座的水平剛度僅為橡膠的水平剛度。故極低，在較小水平力作用下，變形很大，堆剎車力較大的火車，剎車時，橋面系將產生難以復位的位移，對火車運營時極大的安全隱患。
2）、橡膠支座可作微小轉動，但不能釋放彎矩，不能完成支座主要功能。
3）橡膠支座十幾年即老化，其主要物理力學性能改變。老化是內、外部許多因素造成的。以內因為主。且不可逆。理論上可以更換，但封在鋼盆內，無法觀察、確定是否應該更換。且不可操作。更換的價格遠遠高于支座本身。南京長江大橋更換兩個支座，用了300人天、5000萬元。還未計入封線停止運營的損失。
4）更換時需將所承上部結構頂起，結構周邊將出現裂縫。
5）、橡膠支座不能抗拔力�？拱螘r需附加許多附件，結構復雜、造價高昂。
6）、橡膠原材料價格不斷上漲，但支座價格因無序、惡性競爭，價格下降，其中不乏偷工減料，加大再生膠的用量，故質量堪憂。
詳情見橡膠支座與鋼支座對比表。
3、橡膠支座的類型：
① 板式橡膠支座。
② 盆式橡膠支座。
③ 消能鉛芯橡膠支座（日本稱之為免震支座——譯為中文是隔震支座）。
此種支座有個誤解：日本聲稱此類支座可消除地震動態能量的40%，此處并未說明什么地震能量，是大樓吸收的還是支座吸收的動態能量？還是實驗室支座吸收的，本人到日本開會時曾詢問日本權威專家，他說不清楚，然而中國的廠家、隨聲附和也說40%，經不起質疑。根據分析、判斷，充其量是實驗時支座吸收的能量。其他能量均不可能。實驗時頂多加上振動臺能承受的重量。不同振動臺是不一樣的。因此試驗也不是萬能的，實驗條件與實際工程，大不一樣。不要認為是實驗結果就確信不疑！風洞試驗也容易引起誤導。
總之，結構支座的研究、開發不比結構研發簡單，他所涉及的專業領域更廣，問題更復雜。靜力學、運動學、動力學和接觸力學等核心問題都有涉及。
關于消能鉛芯橡膠支座的圖形和說明，請見下面日本支座介紹。
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