[摘要] 对摩擦单摆支座的主要参数等效摩擦系数进行了数值仿真及试验验证，为桥梁结构的减隔震设计提供了参考。 数值仿真包括等效摩擦系数与滑动面和转动面的摩擦系数、竖向承载力及加载频率三者关系的研究，对模拟结果与试验 结果进行了对比分析。结果表明：当滑动面与转动面的摩擦系数为不同取值时，支座等效摩擦系数的模拟值略大于理论 值，初步验证了理论公式的正确性；当竖向承载力及加载频率不同时，支座等效摩擦系数的模拟值基本不受影响。通过 模拟结果与试验结果的对比分析，进一步验证了支座等效摩擦系数理论公式的合理性。
[关键词] 摩擦单摆支座；试验验证；数值仿真；等效摩擦系数
0 引言
摩擦摆支座（Friction Pendulum Bearing，即FPB） 通过摆动延长下部结构的自振周期实现隔震功能， 并 通过滑动摩擦副耗散地震能量实现减震功能及转动摩 擦副满足上部结构的转动要求。目前摩擦摆支座已由 单球面摩擦摆支座演变成双球面摩擦摆支座、多球面 摩擦摆支座等，并逐步在工程应用中得到广泛推广 。Quaglini等针对FPB的滑移摩擦特性分别进行了试 件和实体支座的摩擦试验，发现影响支座隔震性能的 主要参数为球面曲率半径和摩擦系数 [5-6]。李雄彦等对 新型铜基面滑动摩擦材料进行了耐久性与可靠性研 究，表明摩擦摆支座的摩擦系数与接触面的材料特性 有关，还与支座的竖向荷载及滑动速度有关[7-9]。在实 际桥梁隔震体系中，FPB的摩擦系数一般通过摩擦材料 在滑动速度或竖向压力下来测量 [10]。苏良建和曾聪等 分别对摩擦滑移支座及摩擦摆支座的摩擦系数的影响 因素进行了研究，影响摩擦系数的主要因素有正压力 及滑移速度等，其中摩擦系数与正压力呈反比关系， 而与滑移速度呈正比关系，当滑移速度达到一定值时， 2 摩擦系数也趋于不变[11-12]。
由于目前国内外关于研究摩擦单摆支座等效摩擦 系数的文献较少，本文对摩擦单摆支座等效摩擦系数 进行了简要分析，并建立了三维有限元模型，分析了 不同工况下支座的等效摩擦系数，对理论公式进行了 数值仿真分析，并通过试验结果来验证该公式的合理 性。研究结果将有助于建立合理的摩擦单摆支座理论 力学模型，为桥梁结构减隔震设计提供参考。
1 支座等效摩擦系数
摩擦单摆支座由双球面摩擦摆支座演变而成，当 滑动面曲率半径与转动面曲率半径相差较大，即为单 摆支座，反之则为双摆支座，而本文采用的双球面摩 擦摆支座属于摩擦单摆支座，且同时具有滑动耐磨板 和转动耐磨板，与文献[7]和[12]中提到的具有单一滑 动耐磨板的摩擦摆支座差别较大。
作者：王伟强