隨著新材料技術(shù)與智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的融合發(fā)展,現(xiàn)代橡膠支座已從單一承重構(gòu)件升級(jí)為綜合防護(hù)系統(tǒng)。建議下一步重點(diǎn)開(kāi)展支座性能數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè),推動(dòng)基于實(shí)際荷載譜的個(gè)性化設(shè)計(jì),同時(shí)加強(qiáng)施工過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化管控,全面提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震韌性。
傳統(tǒng)抗震建筑底部與基礎(chǔ)牢牢連接在一起,地震來(lái)臨時(shí)上部結(jié)構(gòu)劇烈晃動(dòng),并且越到頂部晃動(dòng)幅度越大,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的層間變形,引起結(jié)構(gòu)的破壞。為提高傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的抗震能力往往要增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和延性,換言之必須增大構(gòu)件的截面和配筋,使結(jié)構(gòu)具有足夠的能力去“抗”地震作用;隔震建筑則是削弱建筑底部與基礎(chǔ)的連接作用,當(dāng)隔震建筑遭受地震時(shí),結(jié)構(gòu)的變形主要集中在隔震層,而上部結(jié)構(gòu)則保持緩慢平動(dòng),這樣上部結(jié)構(gòu)樓層剪力和層間變形就會(huì)顯著減小,從而保障了上部結(jié)構(gòu)的安全性。
誤差調(diào)節(jié):在頂升或安裝過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)某個(gè)橡膠支座的某項(xiàng)指標(biāo)(如標(biāo)高、壓力)超出允許誤差范圍,在后續(xù)施工步驟中必須進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)節(jié),使其恢復(fù)到與其他支座同步的水準(zhǔn)。
在墊石預(yù)處理階段,墊石的強(qiáng)度必須≥C40,這是為了保證墊石能夠承受盆式橡膠支座傳遞的巨大荷載,防止在使用過(guò)程中出現(xiàn)墊石壓碎等破壞現(xiàn)象。平面尺寸較支座外擴(kuò) 50mm,這樣的尺寸設(shè)計(jì)可以為支座提供足夠的支撐面積,避免支座邊緣出現(xiàn)應(yīng)力集中 。同時(shí),頂面平整度≤2mm/m,這一高精度的要求是為了確保支座能夠與墊石緊密貼合,均勻傳遞荷載。在實(shí)際施工中,通常采用 M50 環(huán)氧砂漿對(duì)墊石頂面進(jìn)行調(diào)平處理,環(huán)氧砂漿具有高強(qiáng)度、高粘結(jié)性和良好的耐久性,能夠有效地保證墊石頂面的平整度和支座與墊石之間的粘結(jié)力 。
裝配式結(jié)構(gòu)采用的的主要法規(guī)和主要標(biāo)準(zhǔn)(包括標(biāo)準(zhǔn)的名稱(chēng)、編號(hào)、年號(hào)和版本號(hào))。裝配式結(jié)構(gòu)驗(yàn)收要求。準(zhǔn)備工作完成后,在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮下,千斤頂頂升。準(zhǔn)穩(wěn)定裂縫----它的開(kāi)度隨季節(jié)或某種因素呈周期性變化,長(zhǎng)度不變或變化緩慢,這種運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。自然條件:基本風(fēng)壓,地面粗糙度,基本雪壓,氣溫(必要時(shí)提供),抗震設(shè)防烈度等;總之,盆式橋建筑支座的布置原則是既要便于傳遞支座反力,又要使支座能充分適應(yīng)梁體的自由變形。總之,建筑支座的布置原則是既要便于傳遞支座反力,又要使支座能充分適應(yīng)梁體的自由變形。總之,我們?cè)谠O(shè)置橡膠支座時(shí),要考慮實(shí)際情況的不同,不可盲目亂來(lái),以免造成嚴(yán)重后果。
修建隔震橡膠支座除了自身的隔震力學(xué)功用滿(mǎn)意抗震描繪及運(yùn)用需求外,還具有以下長(zhǎng)處:一是修建隔震橡膠支座耐久性好,抗低周期疲憊功用、抗熱空氣老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均較好,其壽數(shù)可達(dá)80~100年,時(shí)間的隔震力學(xué)功用不會(huì)發(fā)作明顯變化,也就是說(shuō)在80年之內(nèi)不會(huì)影響運(yùn)用,可見(jiàn),與修建物具有平等壽數(shù)。
球冠圓形板式橡膠支座的特點(diǎn)球冠橡膠支座的頂部為球冠狀,底部一般采用有半圓形圓環(huán)或者四氟板(F,所以它能具有很好的各向同性的特性,因此在工作時(shí)能夠既有效地適應(yīng)建筑支點(diǎn)的轉(zhuǎn)角位移需要,又能保證上部結(jié)構(gòu)的荷載能有效地傳遞給下部結(jié)構(gòu),又可避免板式支座的邊緣固偏心受力大容易破壞和脫空現(xiàn)象的發(fā)生。
橡膠支座安裝施工關(guān)鍵要點(diǎn)施工觀測(cè):隔震橡膠支座安裝期間,需詳細(xì)做好施工記錄;在上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中,每完成一層建筑施工,應(yīng)及時(shí)對(duì)橡膠隔震支座進(jìn)行豎向變形觀測(cè),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支座狀態(tài),保障施工質(zhì)量。

縫寬設(shè)置:按隔震層最大水平位移 + 20% 安全裕量,通常 50~100mm;填充材料:采用彈性聚氨酯泡沫(壓縮變形率≥50%),外側(cè)設(shè)鋁合金蓋板;防水處理:縫內(nèi)側(cè)涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料,避免雨水滲入隔震層。
隔震支座作為建筑與橋梁工程抗震體系的核心構(gòu)件,其性能設(shè)計(jì)、施工安裝與運(yùn)維管理直接影響工程抗震安全性,尤其在中高烈度地震區(qū)域,隔震支座的合理應(yīng)用對(duì)突破建筑高度限制、提升土地利用效率具有重要意義。本文結(jié)合工程實(shí)踐,系統(tǒng)梳理各類(lèi)隔震支座的特性、施工要點(diǎn)、使用壽命及隔震技術(shù)應(yīng)用效益,為工程技術(shù)應(yīng)用提供參考。
墩高:墩高對(duì)池州摩擦擺支座的墩底彎矩減隔震效果有較大影響,較低墩高的墩底彎矩減震率可能更好,同時(shí)墩高對(duì)支座的最大水平滑動(dòng)位移也有一定影響,墩高較低時(shí)最大水平滑動(dòng)位移相對(duì)較小。
應(yīng)用橡膠隔震技術(shù)比傳統(tǒng)的抗震技術(shù)更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。傳統(tǒng)的抗震技術(shù)主要特點(diǎn)是“抗”,建筑的基礎(chǔ)和地基牢固地聯(lián)結(jié)在一起,由于地震震動(dòng)的發(fā)生,引起上部結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng),當(dāng)超過(guò)材料的承載力時(shí)就會(huì)使建筑物的裝修、內(nèi)部設(shè)備受到很大的破壞;隔震技術(shù)通過(guò)各鎮(zhèn)曾發(fā)揮“隔”的作用,使上部結(jié)構(gòu)與下部基礎(chǔ)脫離,隔震層剛度小,可有效減少地震反應(yīng)70-90%,相當(dāng)于降低地震烈度1-2度,并且節(jié)省工程造價(jià)5-20%,被廣泛應(yīng)用于生命線工程、重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和普通房屋建筑,除新建工程外,還廣泛應(yīng)用于舊建筑物的改良加固,被認(rèn)為是抗震技術(shù)的一次重大飛躍。
隔震技術(shù)(Base Isolation)通過(guò)在建筑基底或?qū)娱g設(shè)置柔性隔震裝置(如橡膠支座),形成一個(gè)水平剛度較低的“柔性結(jié)構(gòu)”體系,從而有效減少地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。鉛芯橡膠隔震支座通過(guò)內(nèi)置鉛芯提高了支座的阻尼性能和初始剛度,兼具隔震與抗風(fēng)振能力。
HDR高阻尼隔震橡膠支座按功能形式分為固定型隔震支座和滑動(dòng)型隔震支座,固定型支座位移通過(guò)橡膠剪切變形來(lái)實(shí)現(xiàn),橡膠的水平剪切能承受較大的水平力,按其連接結(jié)構(gòu)又分為Ⅰ型、Ⅱ型兩種類(lèi)型,通過(guò)高阻尼橡膠在水平方向的大位移剪切變形及滯回耗能實(shí)現(xiàn)減隔震功能。
建筑結(jié)構(gòu):可用于房屋建筑,當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受相當(dāng)于本地區(qū)基本烈度的設(shè)防地震時(shí),能使主體結(jié)構(gòu)基本不受損壞或不需修理即可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受罕遇地震時(shí),經(jīng)修復(fù)后可繼續(xù)使用。例如泰達(dá)岳陽(yáng)道小學(xué)項(xiàng)目的主教學(xué)樓就采用了池州建筑摩擦擺隔震支座技術(shù)。
基于性能的高層建筑抗震設(shè)計(jì)方法及時(shí)清除支座周?chē)睦s物,冬季清除積雪和冰塊,保證支座正常工作。極限抗壓強(qiáng)度:檢測(cè)產(chǎn)品承載力儲(chǔ)存模量(關(guān)鍵項(xiàng))即使在計(jì)算出了溫差后,也還要把一些不可估量的因素計(jì)算進(jìn)去。計(jì)入汽車(chē)制動(dòng)力時(shí)大位移量為24.5MM,大于16.5MM。記者從市路政局了解到,上海高架快速路防撞墻伸縮縫正在進(jìn)行統(tǒng)一改造。

在實(shí)際應(yīng)用中,摩擦擺支座已在建筑、橋梁等工程中得到了成功應(yīng)用。它能減小傳遞到結(jié)構(gòu)中的側(cè)向力和水平振動(dòng),使結(jié)構(gòu)在地震下免受破壞。例如在橋梁正常運(yùn)行時(shí),它具有與普通支座相同的功能;而當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí),剪力螺栓剪斷,通過(guò)圓弧面之間的相對(duì)滑動(dòng),利用鐘擺原理和重力做功,將地震動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能,實(shí)現(xiàn)阻尼功效,同時(shí)有效延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)自振周期,避免橋梁下部墩柱在地震作用下發(fā)生塑性破壞,并且在震后在上部結(jié)構(gòu)自重作用下可實(shí)現(xiàn)自恢復(fù)。
橡膠支座設(shè)計(jì)需以預(yù)加應(yīng)力原理為基礎(chǔ),通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布局實(shí)現(xiàn)荷載傳遞與變形適應(yīng):固定橡膠支座的布設(shè)應(yīng)優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)中部位置,可最小化內(nèi)部應(yīng)力引起的合力作用,確保支座承受上部結(jié)構(gòu)位移反作用力時(shí)的穩(wěn)定性;針對(duì)單跨或雙跨斜橋,橡膠支座位移方向需平行于車(chē)道中心線,而非垂直于橋墩或橋臺(tái),避免位移受限導(dǎo)致支座損壞。
此盆式橡膠支座具有很好的豎向承載力,在豎向設(shè)計(jì)荷載作用下,支座壓縮變形值小于支座總高度的2%,盆環(huán)上口徑向變形小于盆環(huán)外徑的0.5%,支座殘余不超總變形量的5%,還具有很好的水平承載力,在固定支座在各方向和單向活動(dòng)支座非滑移方向的水平承載力均大于支座豎向承載力的10%。
在質(zhì)量控制方面,需要特別關(guān)注鋼板下料過(guò)程中的毛刺控制。過(guò)大的毛刺若未能徹底清除,在支座承受壓縮及剪切變形時(shí),會(huì)阻礙中間膠層的正常流動(dòng),極易導(dǎo)致橡膠層撕裂形成內(nèi)部空洞缺陷。
板式橡膠支座剪切變形過(guò)大:工程實(shí)踐中存在滑板橡膠支座產(chǎn)生較大剪切變形的案例,多由安裝偏差、受力不均等因素引發(fā)。
變形協(xié)調(diào)能力強(qiáng):通過(guò)橡膠層的彈性變形與剪切變形,可適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)及溫度伸縮變形,增強(qiáng)梁與橋墩的水平向聯(lián)結(jié),使活動(dòng)墩共同受力,減小固定墩承受的荷載,提升結(jié)構(gòu)整體抗震性能。
支座墊石頂面高程允許偏差不超過(guò)±2MM,頂面四角高差不超過(guò)1MM,軸線偏位不超過(guò)5MM。支座墊石頂面也要水平,應(yīng)加強(qiáng)墊石支撐面混凝土的抹平工作,用較長(zhǎng)直尺進(jìn)行刮平,并隨時(shí)檢驗(yàn)其平整度。支座定位通過(guò)用以穿透螺栓,將支座固定在支撐結(jié)構(gòu)上。支座更換用鐵勾或人工取出舊支座,如舊支座已與墊石粘結(jié)而較難取出可用鋼纖、鐵錘敲擊松動(dòng)后取出。支座及配件應(yīng)按型號(hào)分類(lèi)放置,不得混放、散放。產(chǎn)品疊放時(shí)應(yīng)以鋼板為基準(zhǔn)面疊放整齊、穩(wěn)固。支座檢測(cè)時(shí)有三個(gè)是要破壞的,另外三個(gè)做外觀檢測(cè)的是會(huì)返還給送樣單位的。支座建筑高度低,對(duì)建筑設(shè)計(jì)非常有利。支座就位對(duì)中并調(diào)整水平后,用環(huán)氧砂漿或高標(biāo)號(hào)砂漿灌注地腳螺栓孔及支座底板墊層。支座內(nèi)橡膠與鋼板結(jié)合部位的剪應(yīng)力集中現(xiàn)象是支座損傷的主要原因。支座上、下板中心應(yīng)對(duì)中,其偏差不大于2%。支座上、下板中心應(yīng)對(duì)中,其偏差不大于2‰。
精度控制:安裝前需復(fù)核墊石混凝土強(qiáng)度、頂面高程及預(yù)埋件位置,確保支座調(diào)平并緊固連接螺栓。廠內(nèi)可預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)角與位移,但需整體裝配調(diào)試。

在需要更換支座時(shí),可采用大噸位千斤頂配合支架系統(tǒng)進(jìn)行整體頂升。頂升方式包括單墩逐墩頂升與全斷面同步頂升兩種。施工前需制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案,涵蓋火災(zāi)、地震等突發(fā)狀況,并對(duì)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)和交底。
米橡膠支座的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)項(xiàng)目我國(guó)已頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鐵道部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路建筑板式橡膠支座規(guī)格系列》(TB/T2330—9;交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路建筑板式橡膠支座成品力學(xué)性能檢驗(yàn)規(guī)則》(JT3132.3—90)和《公路建筑板式橡膠支座》(JT/T4—9;建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑隔震橡膠支座》(JG/T—1999);建設(shè)部《建筑工程隔震減震產(chǎn)品市場(chǎng)準(zhǔn)入管理暫行規(guī)定實(shí)施細(xì)則》(試行)(2000)建抗震第11號(hào)。
建筑隔震技術(shù)中的橡膠支座應(yīng)用范圍廣泛,主要包括:甲、乙類(lèi)等特別重要的建筑;有特殊使用要求、傳統(tǒng)抗震技術(shù)難以滿(mǎn)足抗震需求或需更高抗震標(biāo)準(zhǔn)的建筑;抗震性能不達(dá)標(biāo)既有建筑的加固改造工程;文物建筑及具有紀(jì)念意義的建(構(gòu))筑物保護(hù)工程等。
Ⅱ型——支座與墩、梁之間采用套筒連接,支座底面不設(shè)預(yù)埋鋼板,底鋼板和套筒之間采用錨固螺栓連接,上預(yù)埋板與頂鋼板之間采用卡榫連接,上預(yù)埋鋼板與套筒之間采用配合焊接。
橡膠支座性能參數(shù)計(jì)算與影響分析:水平剛度計(jì)算方法:利用滯回曲線,板式橡膠支座水平剛度可按以下公式計(jì)算:\(K_{EQ}=(Q_+ - Q_-)/(U_+ - U_-)\)式中:\(K_{EQ}\)為橡膠支座水平剛度;\(U_+\)為最大水平正位移;\(U_-\)為最大水平負(fù)位移;\(Q_+\)為對(duì)應(yīng)\(U_+\)的水平剪力;\(Q_-\)為對(duì)應(yīng)\(U_-\)的水平剪力。
所有計(jì)算與驗(yàn)算需嚴(yán)格遵循《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62-2004)的要求,不得突破規(guī)范限定的安全閾值。
隔震支座的核心設(shè)計(jì)特點(diǎn)是 “水平柔性、豎向承重”,其豎向剛度顯著低于混凝土構(gòu)件,具體對(duì)比需修正單位偏差并補(bǔ)充計(jì)算依據(jù):
池州LRB鉛芯隔震支座選用原則:支座選型時(shí),可根據(jù)橋梁所在地區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度直接選用相應(yīng)的支座型號(hào)規(guī)格,且應(yīng)考慮選用支座的水平剛度及最大剪應(yīng)變檢算是否滿(mǎn)足相應(yīng)地震力作用下的使用要求。支座選型時(shí)應(yīng)根據(jù)跨度和溫度變化幅度,并考慮施工偏差等因素選用相應(yīng)位移量的支座。支座選型應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)的空間位置要求,錨固螺栓應(yīng)避免與結(jié)構(gòu)受力鋼筋位置沖突。
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