常溫型支座:適用于-25℃至+60℃的環境溫度范圍。
選用建筑支座時,必須進行綜合考量,主要因素包括:建筑跨徑與結構形式:不同跨徑和結構(梁橋、拱橋、索橋等)對支座的承載、位移、轉動能力要求各異。
放樣定位:支座墊石的放樣通常從蓋梁中心線向兩側進行。通過設計圖紙計算出蓋梁中心線距墊石中心點的距離,然后進行精確放樣。
該技術并非近年創新,早在2010年智利8.8級大地震中就得到驗證。實際震害調查表明,安裝了橡膠隔震支座的建筑在地震中基本保持完好,功能正常;而未設置隔震系統的建筑則普遍受損嚴重,充分證明了隔震技術的有效性。
其他消能支座:如通過在支座頂板與橡膠板上方的鋼襯板之間設置特殊界面(干摩擦面、阻尼材料等),在地震等水平力作用下通過相對滑動或變形來消耗能量,保護主體結構。
建筑摩擦擺隔震支座是一種通過球面擺動延長結構振動周期和滑動界面摩擦消耗地震能量實現隔震功能的支座,簡稱FPS(Friction Pendulum System)。
為確保安全,支座性能需滿足嚴格的規范要求:
隔震體系優越性:理論和實踐均表明,只要一個隔震體系具備有效的隔震功能,它就能表現出非常明顯的減震能力。與傳統依賴結構構件增強來“抵抗”地震的抗震結構體系相比,性能優良的隔震體系在保護上部結構、減小地震響應方面具有顯著的優越性。

墊石處理:支撐墊石的標高必須精確控制,這是防止單片梁四個支座受力不均的關鍵。標高失控是導致支座脫空、進而使受力大的支座變形超限的主要原因。
該支座的結構通常由上下兩部分組成,上部連接橋梁或建筑物,下部連接基礎或橋墩,中間通過鋼板和軸承實現連接,同時在鋼板和上、下部之間設置了摩擦體,形成一定的摩擦阻力。
隔震技術是通過在上部結構與下部結構之間設置隔震層,以避開地震對建筑物的能量輸入。近年來發明了種類繁多的隔震裝置,按其原理不同可分為彈性支承與滑動支承兩大類。彈性支承類隔震裝置主要有鉛芯橡膠隔震支座,夾層橡膠隔震支座和高阻尼橡膠隔震支座等,一般采用橡膠為柔性材料,地震時柔性材料發生較大水平變形,阻止了攜帶主要能量的高頻地震波向上部結構傳遞,上部結構所受地震作用顯著減小。而滑動支承類隔震裝置內部有一滑動界面,當地震引起的慣性力大于大靜摩擦力時,上部結構即可在隔震裝置的滑動界面上產生滑動,這樣可以避免劇烈的地表運動傳至上部結構,常見的有水平摩擦滑動隔震支座、滾動隔震裝置和摩擦擺隔震支座。
據專業評估,通過在基礎層設置隔震支座,可將上部結構的地震響應降低 60% - 80%,這意味著隔震技術能夠大幅減輕地震對建筑主體結構的損傷。智利 8.8 級地震的這一實例,以直觀且震撼的方式向世界證明了隔震技術在提升建筑抗震能力方面的顯著成效,為全球范圍內推廣和應用隔震技術提供了極具價值的實踐經驗。
普通橡膠支座:檢測內容包括外購質量、內在質量、抗壓彈性模量、抗剪彈性模量、極限抗壓強度、抗剪老化性能。
通常來說橋面震動屬于正常現象,震動在所有的多跨橋上都存在,屬于正常的緩沖力。通過不斷調整支座的等效剛度來滿足偏心率。通過大量試驗,解決了φ1000橡膠隔震支座的膠料、粘合劑的佳配方設計。通過理論計算和實際生產經驗確定了模具的相關設計參數。通過球形板和球面四氟板之間的滑動來滿足支座轉角的需要。通過試驗和理論相結合的方法確定了φ1000橡膠隔震支座的力學性能指標。通過以上判定方法,可以對各種在使用當中的建筑支座性能進行檢查,從而可以確保支座的正常使用。通過在山西、福建、南京、廣東、湖北、河南、遼寧、重慶等地的高速公路(建筑)收費站的車輛荷載調查。通過這幾年的施工,我們總結出了一套適用的支座更換處置方法及控制技術,該技術有著廣闊的應用前景。同步頂升高度為可拆除既有支座和安裝新支座所需的工作空間,約為10~15MM。同時,公路建筑支座的厚度要能適應梁體轉角的需要。
橡膠墊隔震(以隔震橡膠支座為核心)通過支座的彈性變形與耗能特性實現減震,具有以下優勢:隔震橡膠支座可通過鉛芯、高阻尼橡膠等材料的耗能作用,吸收地震能量;支座的剪切變形可適應建筑的水平位移,減少上部結構的地震響應,即使上部結構存在質心偏心(如各層質心不重合導致的扭轉反應),隔震層也能有效削弱這種偏心效應。
橡膠建筑支座抗滑穩定性計算橡膠支座一般直接設置在墩臺和梁底之間,在其受到梁體傳來的水平力后,則支座與下面的墊石及上面的梁底間要有足夠大的摩擦力,以保證支座不滑走,即:無活載作用時,應滿足:μRGK≥1.4GEAG△T/TE有活載作用時,應滿足:μRCK≥1.4GEAG△T/TE+FBK式中,μ為摩擦系數,橡膠支座與砼表面的摩阻系數取0.3,與鋼板的摩阻系數取0.2;RGK為由結構自重引起的支座反力;RCK為由結構自重和汽車活載(計入沖擊系數)引起的小支座反力;GEAG△T/TE為溫度變化等因素因為支座大剪切變形時的相應水平力;FBK為由活載引起的制動力分在一個支座上的水平力;AG為支座平面毛面積。

隔震建筑的一個重要特點就是使用兩種大型軸承來支撐整棟建筑。種是由交替層的橡膠和鋼板制成的層壓橡膠軸承,這種軸承能夠左右擺動,從而使建筑不受地面震動的影響。隨著震動的加劇,通過附上可平穩滑向軸承的樹脂,滑動隔震裝置——一種采用滑動機械裝置的層壓橡膠軸承——可吸收強烈震動。這些隔震技術理論上不僅能將建筑頂層的震動強度降低到地面地震強度的三分一,還能大幅降低建筑的擺動速度。這不僅可以防止建筑物的框架受損,還可以防止室內大件家具倒下。
鉛芯橡膠支座工作原理:此類支座不僅能可靠承受結構物的垂直荷載與水平力,其核心阻尼元件——鉛芯,在結構發生變形時能產生滯回阻尼,通過自身的塑性變形有效吸收并耗散地震等動力輸入能量。同時,橡膠部分則為結構提供必要的彈性恢復力,幫助結構復位。
四氟板式橡膠支座按橡膠材質劃分適用氣溫范圍:氯丁膠型(+60℃~-25℃)、天然膠型(+60℃~-40℃)、三元乙丙膠型(+60℃~-45℃);選用時支座承載力偏差需控制在 ±10%。該類支座依靠聚醚聚氨脂變形適應轉動需求,聚醚聚氨脂橡膠圓盤需兼具足夠剛度(承受垂直荷載、避免過度變形)與柔度(適配轉角、防止脫空),避免過大應力傳遞至聚四氟乙烯板等構件。
圓板坡形橡膠支座對橋臺而言,好讓制動力的作用方向指向河岸,使橋臺頂部混凝土或漿砌片石受壓,并能平衡一部分臺后填土壓力根據上述原則,《鐵路建筑設計規定》規定,固定支座的布置,在坡道上應設在較低的一端,在車站附近,應設在靠近車站的一端,在區間平道上,應設在重車方向的前端,當上述規定相互抵觸時,則應按水平力作用影響較大的情況設置,即應先滿足坡道上的需求;對于多跨簡支梁橋,為使縱向水平力在各敦上均勻分配,不應將兩相鄰的固定建筑支座設在同一橋墩上。
施工前應根據方案搭設牢固的工作平臺,每組支座更換應配置兩處支架,保障人員作業安全。
球型支座:較盆式支座具有轉動靈活、適應大轉角等優勢,適用于大跨徑橋梁;隔震支座:雖增約5%造價,但可顯著降低震后修復成本,社會經濟效益顯著;簡易支座:跨徑<10m的簡支結構可采用平板支座或油毛氈墊層。
鋼筋穿越柱帽節點區時,如兩側梁底縱筋同直徑同方向,可在一側縱筋延伸至受力較小區域(如距支座1/4跨度處),與另一側采用機械連接,以控制接頭比例(一般≤50%),優化節點區鋼筋密度。
下支墩鋼筋綁扎:先綁扎南北向鋼筋,再綁扎東西向鋼筋。待混凝土澆筑完畢后再綁扎箍筋。仙臺APPLETOWERS(圖片:APAGROUP)證明了隔震結構的作用(圖解)。仙臺MTBUILDING在東日本大地震中毫發未損。先秦時梁橋都是用木柱做橋墩,但這種木柱木梁結構,很早就顯出其弱點,不能適應形勢的發展。現場生活區實行封閉管理。現澆構件(現澆梁、板、柱及墻等詳圖)應繪出:現澆混凝土梁在梁體注成整體后,在施工梁體預應力前拆除連接板。現澆梁坡度調整由梁底設置預埋鋼板或者是楔形混凝土塊調整。現結合外以往的地震,大部分建筑都會受到不同程度的破壞,分析其震害原因,主要有以下幾點:現有的加固技術主要是增強結構各構件的承載力和變形能力抵御地震作用,吸收地震能量。現在對隔震制品及隔震工程的相關規范并不是很完善,在實際工程中與其它規范有時相沖突。相關節點和構件試驗報告(必要時提供);相距不遠的西昌市國稅局宿舍樓,是一幢六層隔震樓。相應各劣化等級對結構功能及行車安全的影響,以及所應采取的養護維修措施。橡膠板與路面連接處平整度不好。

容許壓應力與形狀系數:支座的承載能力與其形狀系數S(有效承壓面積與自由側表面積之比)密切相關。規范要求,當形狀系數S > 8時,支座的容許壓應力可取為10MPa。形狀系數是設計選型中的核心計算參數。
抗震力計算:根據相關規范,作用于板式橡膠支座上的地震力需依據特定公式分別計算,并取計算結果中的較大值作為設計控制值。
淺談多層磚混建筑抗震設計的幾點要求[J].黑龍江科技信息,2010,(1.側表面垂直度可用直角尺或具有相應精度的量具測量。測量墊石頂面標高,如頂不平整,則用環氧砂漿抹平。測量放線。在支座及墩臺頂分別畫出縱橫軸線,在墩臺上放出支座控制標高。測量梁底標高,并根據設計紙提供的梁底標高進行復核,并將復核情況詳細記錄并妥善保存,作為交工文件之一。測量梁片與墩臺之間的實踐間隔,并察看放置千斤頂的地位及暫時支撐地位。測量設備顯示建筑物發生了多達23厘米的水平位移。(圖片:MORITRUSTCO.,LTD.)測量原支座和新支座的高度差,調整施工確保梁體、橋面高程符合設計要求。
支座壓縮變形受形狀系數影響顯著,需通過試驗測定兩類變化規律:橡膠層厚度不變,平面尺寸變化:平面尺寸增大(S?提高),壓縮變形減小 —— 如橡膠層厚度 20mm 時,S?=15 的支座壓縮變形比 S?=10 小 25%-30%;平面尺寸不變,橡膠層厚度變化:橡膠層厚度增大(S?降低),壓縮變形增大 —— 如平面尺寸 300mm×300mm 時,橡膠層厚度 30mm(S?=5)比 20mm(S?=7.5)壓縮變形大 15%-20%;設計時需通過形狀系數優化,平衡壓縮變形(≤15%)與水平剛度(滿足位移需求)。
FPS摩擦擺支座(Friction Pendulum System,簡稱FPS)是一種先進的結構隔震裝置,用于減少建筑物或橋梁在地震時受到的震動影響。它基于擺的動力學原理和摩擦耗能機制,通過隔離上部結構和基礎之間的相對運動來減小地震能量向上部結構的傳遞。
盆式橡膠支座的安裝質量直接影響到橋梁結構的安全和使用壽命,因此在安裝過程中,每一個環節都必須嚴格按照規范要求進行操作,確保安裝質量達到高標準。
單向滑動支座同樣具備 800KN - 60000KN 的豎向承載力,轉角能力與雙向滑動支座一致,為≥0.02rad 。但在位移能力上,它主要負責單向的位移調節,范圍為 ±50 - ±200mm,這種特性使其在曲線橋以及溫差變化較大的區域發揮著重要作用,能夠針對性地滿足這些特殊結構和環境下橋梁的位移需求。
四氟板式橡膠支座的中心受壓試驗是驗證其承載性能與變形特性的關鍵環節,核心目的包括:建立支座受壓時的壓應力 - 壓應變關系曲線,明確其在不同荷載等級下的變形規律;測定支座在設計荷載作用下的壓縮變形值與殘余變形值,確保變形量符合結構位移需求,且卸載后殘余變形不影響后續使用;計算支座的抗壓彈性模量(反映材料彈性階段的抗壓能力)與抗壓形變模量(體現長期荷載下的形變特性),為結構力學計算提供基礎參數。
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