6.3.1.1 减震榫及挡块介绍
1.减震榫结构（图6.3-1）
图6.3-1 减震榫结构
a—上底座板纵桥向长度；b—螺栓M30纵桥向横向间距；c—螺栓M30纵桥向竖向间距；d—上底座板纵桥向宽度；e—螺栓M42纵桥向间距；f—下底座钢板纵桥向长度；g—锥柱构造段高度；h—螺栓M42横桥向间距；i—下底座钢板横桥向长度
2.减震榫及挡块缩尺方法（表6.3-1、表6.3-2）
表6.3-1 原型尺寸
表6.3-2 缩尺尺寸
3.减震榫及挡块缩尺后尺寸（图6.3-2）
图6.3-2 减震榫和挡板缩尺后尺寸（单位：mm）
说明：
1.对于安装在8 m墩高桥梁模型的减震榫：
①设计水平承载力3.6 kN。
②设计水平初始位移量：顺桥向位移量±3 mm，横桥向位移量±3 mm；地震位移量±20 mm。
③减震榫零件表面镀锌25μm。
2.对于安装在25 m墩高桥梁模型的减震榫：
①设计水平承载力1.5 kN。
②设计水平初始位移量：顺桥向位移量±5 mm，横桥向位移量±5 mm；地震位移量±20 mm。
③减震榫零件表面镀锌25 μm。
3.对于安装在8 m和25 m墩高桥梁模型的挡块：
①设计水平承载力3.6 kN。
②设计水平初始位移量：顺桥向位移量±8 mm，横桥向位移量±3 mm；地震位移量±20 mm。
③挡块零件表面镀锌25 μm。
4.减震榫及挡块实图（图6.3-3、图6.3-4）
图6.3-3 减震榫
图6.3-4 挡块
6.3.1.2 测试方案
1.减震榫安装
（1）在普通支座+减震榫的桥梁模型试验中，两跨简支梁模型的所有支座均使用纵向活动支座，每跨简支梁桥的同一端设置减震榫。
（2）在摩擦摆支座+减震榫的桥梁模型试验中，两跨简支梁模型的每跨简支梁桥一端设置固定支座，另一端设置纵向活动支座，每跨简支梁桥的固定端设置减震榫。
在桥墩墩顶和梁底端设置预埋件（用于预留螺栓孔）和固定钢板，支座和减震榫均用螺栓安装固定。在一个工况下，所需要的支座和减震榫模型数量为：(www.xing528.com)
2个边墩×2个支座+1个中墩×4个支座＝8个支座；
1个边墩×2个减震榫+1个中墩×2个减震榫＝4个减震榫。
减震榫安装位置见图6.3-5。
图6.3-5 减震榫安装位置实图
2.地震激励方案
根据抗震设防及场地要求，以下地震记录可供选择，作为振动台台面激励：
桥址处100年超越概率63%、50年超越概率10%、100年超越概率10%三个地震水平的各3条地震波。近场地震波选择与试验工点地震场地相符的3条实际记录地震波：汶川波、Kobe（日本阪神地震）波、Northridge（美国北岭地震）波，按照烈度为7、8、9度对其加速度时程进行比例放大或缩小处理。
选取地震波的加载方向有：顺桥向、横桥向、顺桥向+竖向双向、横桥向+竖向双向。
6.3.1.3 试验结果与分析
本试验针对现行《铁路工程抗震设计规范》（2009年版）对减隔震桥梁设计上的局限性，通过振动台试验，全面系统地评估设计的铁路桥梁减隔震装置和技术方案的可靠性和有效性。根据减震榫及挡块的铁路桥梁模型振动台试验结果与分析，主要结论如下：
（1）在7度地震作用下，8 m墩高模型和25 m墩高模型均未出现肉眼可见的裂缝，结构初步进入弹塑性阶段（微裂缝阶段），卸载路径与加载路径基本重合，残余位移很小。
（2）在8度地震作用下，安装普通支座+减震榫的模型（普通支座均使用纵向活动支座）的减震榫发生塑性变形，安装摩擦摆支座+减震榫的模型的支座挡块被剪断，减震榫屈服。安装普通支座+减震榫的模型和安装摩擦摆支座+减震榫的模型的墩底保护层混凝土开始出现裂缝，钢筋应变明显小于仅安装普通支座的模型（普通支座使用固定支座+纵向活动支座）的钢筋应变，减震榫+普通支座的组合以及减震榫+摩擦摆支座的组合起到减隔震效果。
（3）减震榫相对普通支座具有明显的耗能减震作用。具体减震效率见表6.3-3。
表6.3-3 减震榫减震效率
（4）在8.5度和9度地震作用下，安装普通支座+减震榫的模型（普通支座均使用纵向活动支座）和安装摩擦摆支座+减震榫的模型表面出现少许保护层混凝土剥落，但无明显裂缝出现，纵向受力钢筋没有屈服；仅安装普通支座的模型（普通支座使用固定支座+纵向活动支座）墩底出现一圈可见的环状裂缝，纵筋基本屈服，桥墩处于轻微、中等损伤水平。
（5）在7度地震作用下，地震水平力小于减震榫的屈服力，减震榫处于弹性状态，此时模型主要依靠结构及承重构件的损坏消耗大部分输入能量；当地震水平力大于减震榫的屈服力（8度及以上地震），减震榫在限位过程中会发生塑性变形，实际上消耗了部分地震能量。试验中减震榫具有较高的初始刚度、稳定的耗能能力和较好的延性，可同时满足桥梁在正常使用阶段的刚度要求和地震作用下的耗能要求。
图6.3-6 减震榫屈服前后对比
（6）在7度地震作用下，摩擦摆支座的支座剪力键未被剪断，曲面摩擦副未产生相对滑移，支座位移和普通支座的接近。地震烈度加载到8度后，摩擦摆支座的支座剪力键被剪断，曲面摩擦副产生滑移，使得摩擦摆支座的相对位移远大于普通支座的支座相对位移。随着烈度的增加，其差异越来越明显。
（7）防落梁挡块作为桥梁重要的限位装置，在地震过程中，有效限制了上部结构最大位移，防止了落梁的发生。
（8）8 m墩高模型安装的是水平屈服力为3.6 kN的减震榫，25 m墩高模型安装的是水平屈服力为1.5 kN的减震榫。对于其他墩高、其他桥型，为了达到最优的减震效果，减震榫的水平屈服力应根据本次试验结果，结合具体桥梁特点，通过详细计算确定。
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