1985年美國地震保護體系（EPS）公司首次提出利用鐘擺原理來設(shè)計減隔震支座的思想，并研制出實際第一臺摩擦擺式減隔震支座。該支座剛開始在房屋建筑方面得到大量應(yīng)用，最后才開始在橋梁和大型儲油罐等結(jié)構(gòu)上面使用，并取得不俗的效果。摩擦擺式減隔震支座本質(zhì)上不光是一種擺式減隔震支座，也是一種滑動摩擦支座，它是在利用2個曲面的摩擦來實現(xiàn)支座的減隔震功能的前提下，也依靠鐘擺機理來延長下部結(jié)構(gòu)的自振周期，進(jìn)而達(dá)到減小地震力的效果，如圖1-7所示。
由于摩擦擺式減隔震支座是一種兼顧滑動摩擦耗能和鐘擺原理的減隔震支座，在通過摩擦減輕結(jié)構(gòu)振動能量的同時，也能降低結(jié)構(gòu)的自振周期，避免結(jié)構(gòu)在地震波作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象。同時，摩擦擺式減隔震支座結(jié)構(gòu)較小，因此在世界各地迅速得到廣泛使用，歐洲的德國及意大利等橋梁構(gòu)件廠家后續(xù)大力跟進(jìn)研究，并取得不俗成果。與傳統(tǒng)抗震橡膠支座相比，摩擦擺支座各項性能均更加優(yōu)異，具體表現(xiàn)為承載力高、阻尼比大。與鋼阻尼支座相比，摩擦擺減隔震支座具有重量輕，復(fù)位能力強等特點。正因為摩擦擺減隔震支座結(jié)合了普通橡膠支座與鋼阻尼支座的共同優(yōu)點，所以，摩擦擺減隔震支座將是未來幾年內(nèi)減隔震支座領(lǐng)域應(yīng)用量較多的一款產(chǎn)品，
摩擦擺減隔震支座的工作性能及原理
摩擦擺式減隔震支座以單擺的工作原理為重要依據(jù)，利用本身巧妙的構(gòu)造特性起到減隔震作用，核心想法是在地震作用下支座的上下部分可以在接觸面（曲面）上自由的擺動，自重作用下支座有自恢復(fù)的效應(yīng)。在地震作用較小時，可依靠上部結(jié)構(gòu)自重與橋梁直接的靜摩擦力來保證橋梁的穩(wěn)定性；而在較大地震作用下時，支座上下部分可以在接觸面（曲面）上產(chǎn)生滑動，使橋梁上部結(jié)構(gòu)所受到的地震力不會再傳遞到下部結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減隔震的效果。摩擦擺隔震裝置是通過造成結(jié)構(gòu)頻移和滯回耗能來保護結(jié)構(gòu)的，其恢復(fù)力由摩擦面的曲率半徑?jīng)Q定，可以通過調(diào)整曲率半徑調(diào)整頻移幅度，摩擦面的滑動形狀決定了滯回系統(tǒng)的耗能情況，其恢復(fù)力模型見圖2。
摩擦擺式減隔震支座的基本力學(xué)特征如下：
摩擦擺式減隔震支座的隔震周期為：
摩擦擺式減隔震支座的本質(zhì)是非線性的，但是可以用等效線性的方法計算得到支座的等效線性剛度和等效黏滯阻尼比。
摩擦擺式減隔震支座的等效剛度為：
式中，R為第一滑動面的曲率半徑，g為重力加速度，W為上部結(jié)構(gòu)荷載，u為動摩擦系數(shù)（一般可取0.01~0.06，通長取0.05），d，為屈服水平位移（一般可取2.5mm），D為極限位移。由以上可見，摩擦擺式支座的設(shè)計參數(shù)主要有：
支座豎向反力W、預(yù)設(shè)各種周期T、球面的曲率半徑R、支座最大地震位移D和滑動面摩擦系數(shù)u等。在支座設(shè)計時，首先根據(jù)支座豎向反力W確定支座球面滑動面的平面尺寸，預(yù)設(shè)隔震周期T通長是結(jié)構(gòu)自振周期的一倍以上，通過預(yù)設(shè)隔震周期T就可以計算出球面的曲率半徑R。
摩擦擺減隔震支座的優(yōu)點
從制造成本角度來看，摩擦擺減隔震支座技術(shù)具有造價低、施工簡單的特點；從力學(xué)性能方面來說，摩擦擺減隔震支座技術(shù)具有很強的承載能力、良好的穩(wěn)定性、復(fù)位功能和抗平扭能力，在實際工程中已經(jīng)得到廣泛使用，并在實際地震中表現(xiàn)出良好的減隔震效果。由于摩擦擺式減隔震支座具有安裝方便、造價低廉及隔震性能突出的特點，自從被提出以來就一直受到國內(nèi)外眾多研究者的關(guān)注。
摩擦擺式減隔震支座是一種經(jīng)過大量技術(shù)改進(jìn)和試驗驗證而得到新型摩擦擺減隔震支座。該支座結(jié)構(gòu)是一種介于摩擦單擺和等直徑摩擦復(fù)擺之間的結(jié)構(gòu)，該類型產(chǎn)品解決了單擺結(jié)構(gòu)上下座板尺寸差異大、支座選型安裝困難、等直徑復(fù)擺密封困難的問題。同時該支座采用了新的摩擦材料，在保證材料磨耗性能的前提下，提高了材料的摩擦系數(shù)，增大地震過程中支座對地震能量的消耗能力，進(jìn)而延長橋梁的振動周期，減小橋梁上部結(jié)構(gòu)對地震振動的響應(yīng)響應(yīng)，有效減小橋墩頂位移及墩底彎矩，減小橋墩尺寸及樁基數(shù)量，大大降低了工程造價。
