橡膠支座按結(jié)構(gòu)型式可分為板式橡膠支座、四氟板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球型橡膠支座等,不同類型適配不同工程需求。
支座通常在工廠組裝好后整件運(yùn)輸?shù)焦さ兀瑸楸WC運(yùn)輸過程中支座的完整性和整體性,應(yīng)使用臨時(shí)定位裝置將支座各部件可靠連接。
板式橡膠拉壓支座特點(diǎn):板式橡膠拉壓支座是板式橡膠支座的衍生品種,核心結(jié)構(gòu)為支座中心設(shè)置拉力螺栓,聯(lián)接頂板與下滑板;下滑板、底板及錨固定架板間設(shè)不銹鋼板與聚四氟乙烯滑板,實(shí)現(xiàn)支座縱向滑動(dòng),具備成本優(yōu)勢(shì)。
橡膠支座安裝施工關(guān)鍵要點(diǎn)連接與固定:當(dāng)支座板與墩臺(tái)采用焊接連接時(shí),需采用對(duì)稱、間斷焊接的方法,將下支座板與墩臺(tái)上的預(yù)埋鋼板牢固焊接,焊接過程中必須采取有效措施,防止燒傷支座本體及周邊混凝土結(jié)構(gòu)。若涉及連接螺栓安裝,需將定位用連接螺栓穿過隔震橡膠支座連接鋼板的螺栓孔,準(zhǔn)確扭入套筒內(nèi)并擰緊,確保連接穩(wěn)固。
應(yīng)嚴(yán)格控制支座墊石的標(biāo)高與平整度,避免支座產(chǎn)生初始扭矩或局部脫空。局部脫空會(huì)導(dǎo)致支座在偏心荷載作用下應(yīng)力集中,可能引起支座開裂,并改變上部結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),導(dǎo)致梁體產(chǎn)生附加應(yīng)力甚至裂縫。
支座的正確安裝、更換及與整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)是保證其長期正常工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
1994 年洛杉磯 7 級(jí)地震中,該地區(qū) 40 座醫(yī)院因破壞嚴(yán)重?zé)o法使用,而采用隔震技術(shù)的南加州大學(xué)醫(yī)院完好無損,成為震后救災(zāi)中心,為緊急救援提供了關(guān)鍵保障。
外形尺寸。已有研究結(jié)果表明:橡膠支座發(fā)生的水平變形在高達(dá)支座平面尺寸的60%時(shí)也是安全的,因此推薦的支座直徑為D=DT/O.6(DT為大水平位移)。實(shí)際應(yīng)用中,一般取D=DT/O.55。橡膠支座的高度日可以根據(jù)形狀系數(shù)和其他有關(guān)參數(shù)設(shè)定,對(duì)于φ400、φ500、φ600的支座,一般H分別采用150MM、175MM和200MM比較合適。

聚四氟乙烯是一種乳白色高分子化學(xué)聚合物,商業(yè)名稱為特氟隆。開封驗(yàn)貨后,應(yīng)將防護(hù)包裝恢復(fù)。開啟同步頂升系統(tǒng),平穩(wěn)降落梁體。抗剪彈性模量:檢測(cè)產(chǎn)品水平變形應(yīng)力大小(關(guān)鍵項(xiàng)目)抗剪機(jī)構(gòu)可設(shè)置在聚醚聚氨脂圓盤的內(nèi)部或外部,如果剪力由外部的單獨(dú)裝置傳遞,則支座本身不受力。抗剪老化性能:檢測(cè)產(chǎn)品耐老化性能,目前該標(biāo)準(zhǔn)因試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)較低,意義不大。抗剪粘接性能:檢測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部鋼板與橡膠粘接的是否存在缺陷,(關(guān)鍵項(xiàng)目)抗壓彈性模量:檢測(cè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的彈性大小。抗震鑒定結(jié)果應(yīng)當(dāng)對(duì)建設(shè)工程是否需要進(jìn)行抗震加固和是否存在嚴(yán)重抗震安全隱患作出判定。抗震盆式橡膠規(guī)格按JT391-1999要求分為31級(jí)。
材質(zhì)與工藝保障:內(nèi)部承重鋼板是承載力的核心保障,需嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) —— 厚度達(dá)標(biāo)且采用成品板材,嚴(yán)禁使用折彎板等非標(biāo)材料;鋼板需經(jīng)過除銹、噴砂處理,確保與橡膠層的牢固粘接,避免層間剝離。
彈性反應(yīng)譜方法之所以得到普遍采用,一方面是因?yàn)槭┕r(shí)計(jì)算的相對(duì)簡單,另一方面是因?yàn)樗同F(xiàn)有的規(guī)范計(jì)算方法很接近,這樣便易于接受,后應(yīng)當(dāng)引起注意的是眾所周知隔震裝置的等效剛度和等效阻尼的計(jì)算是與隔震裝置在地震中的大變形程度有關(guān)的,繼而隔震裝置的變形又與整個(gè)建筑的地震響應(yīng)程度有關(guān)系,所以客觀上要求我們對(duì)于采用彈性反應(yīng)譜方法進(jìn)行的隔震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)不斷完善和變化的過程。
建筑隔震技術(shù)是近四十年來抗震防災(zāi)工程領(lǐng)域重大的創(chuàng)新技術(shù)之一,現(xiàn)階段具有無可比擬的優(yōu)越性,能降低地震力50-80%。它能使結(jié)構(gòu)安全性成倍提高,并能保護(hù)內(nèi)部設(shè)備儀器,在地震后不喪失使用功能,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、生命、室內(nèi)財(cái)產(chǎn)“三保護(hù)”,近年來其優(yōu)異的抗震效果在外大地震中得到了檢驗(yàn)。
橡膠支座作為連接建筑上部結(jié)構(gòu)與下部基礎(chǔ)的關(guān)鍵傳力元件,其性能直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全、耐久與適用性。從普通的板梁橋到大型復(fù)雜建筑,再到采用先進(jìn)隔震技術(shù)的建筑,橡膠支座都扮演著不可或缺的角色。本文旨在系統(tǒng)梳理橡膠支座在設(shè)計(jì)、選型、施工及質(zhì)量控制中的核心技術(shù)要點(diǎn)。
盆式橡膠支座:一種常見支座形式,通常采用焊接連接方式。施工時(shí),需在支座安裝位置預(yù)埋比支座頂、底板尺寸更大的鋼板,并確保預(yù)埋件具有可靠的錨固措施。該類支座可設(shè)置防塵圍板,以減少灰塵侵入。
近年來高速鐵路在我國迅速發(fā)展,到2030年將擴(kuò)展為八縱八橫的區(qū)域性路網(wǎng)格局。為保證高速行車的平順性,我國高速鐵路多采用“以橋代路”的思想,建筑在線路中占比高。同時(shí),我國地震活動(dòng)頻繁,對(duì)跨區(qū)域性的高鐵路網(wǎng)構(gòu)成嚴(yán)重的潛在威脅。目前,減隔震技術(shù)已成為提高震區(qū)建筑抗震能力的重要手段,而我國的建筑減隔震技術(shù)發(fā)展較晚,在設(shè)計(jì)方法上有較大的發(fā)展空間。因此,本文以高速鐵路減隔震建筑為研究對(duì)象,將減隔震技術(shù)與基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想相結(jié)合,提出了適用于高速鐵路減隔震建筑的性能設(shè)計(jì)方法,主要研究工作如下:
板式橡膠伸縮縫在應(yīng)用過程中出現(xiàn)上述缺陷主要由以下原因造成:螺栓連接是板式橡膠伸縮縫的薄弱環(huán)節(jié)。板式橡膠支座、益式橡膠支座和球型支座都可以做成拉壓支座的形式。板式橡膠支座:板式橡膠支座是僅用一塊橡膠板做成的適用于中、小跨度建筑的一種簡單的橡膠支座。板式橡膠支座30817個(gè),發(fā)現(xiàn)剪切變形327個(gè),支座脫空或局部脫空573個(gè),支座缺失3個(gè)。板式橡膠支座安裝的技術(shù)要求模板與鋼筋安裝工作應(yīng)配合進(jìn)行,鋼筋安裝完畢后安設(shè)。板式橡膠支座材質(zhì)對(duì)準(zhǔn)擦系數(shù)的影響板式橡膠支座與對(duì)摩件的滓擦系數(shù)隨材質(zhì)而異。板式橡膠支座從結(jié)構(gòu)上分為普通板式橡膠支座和四氟板式橡膠支座。板式橡膠支座從形狀上分為矩形和圓形。板式橡膠支座的安裝時(shí)需參考支座的適用反力,一般大于2MN的反力,采用盆式橡膠支座較為經(jīng)濟(jì)。板式橡膠支座的產(chǎn)品的尺寸允許誤差按表3中外部項(xiàng)目要求,規(guī)定。板式橡膠支座的初始剪切變形,主要有以下兩種:板式橡膠支座順橋向剪切;板式橡膠支座橫橋向剪切。

支座偏壓會(huì)使支座局部受力過大,加速支座的損壞,降低支座的使用壽命。墊石標(biāo)高偏差>3mm 是導(dǎo)致支座偏壓的主要原因之一,當(dāng)墊石的標(biāo)高不符合設(shè)計(jì)要求時(shí),會(huì)使支座在安裝后處于傾斜狀態(tài),從而導(dǎo)致受力不均 。對(duì)于這種情況,可通過增設(shè)楔形鋼板(厚度≤5mm)進(jìn)行調(diào)平,楔形鋼板的設(shè)置能夠有效地調(diào)整支座的水平度,使其均勻受力。調(diào)平后,需重新進(jìn)行灌漿,確保支座與墊石之間的連接牢固可靠 。
砌體結(jié)構(gòu)無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)應(yīng)繪出剖面、基礎(chǔ)圈梁、防潮層位置,并標(biāo)注總尺寸、分尺寸、標(biāo)高及定位尺寸。砌體結(jié)構(gòu)有圈梁時(shí)應(yīng)注明位置、編號(hào)、標(biāo)高,可用小比例繪制單線平面示意圖;砌體墻的材料種類、厚度、成墻后的墻重限制;砌體墻上門窗洞口過梁要求或注明所引用的標(biāo)準(zhǔn)圖;砌體填充墻與框架梁、柱、剪力墻的連接要求或注明所引用的標(biāo)準(zhǔn)圖;千斤頂、百分表安放與設(shè)置千斤頂數(shù)量應(yīng)與每個(gè)橋臺(tái)下的支座數(shù)量相同。
近年來,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域投資節(jié)奏有所調(diào)整,工程橡膠行業(yè)產(chǎn)能過剩問題逐步顯現(xiàn),市場(chǎng)競(jìng)爭日趨激烈。在此背景下,工程橡膠支座作為交通工程與建筑工程中的關(guān)鍵承重構(gòu)件,其產(chǎn)品性能與安裝質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命,需嚴(yán)格滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求。
工程應(yīng)用與耐久性要求:典型應(yīng)用區(qū)域:我國云南省作為地震頻發(fā)省份(位于板塊邊緣),是減隔震技術(shù)應(yīng)用最廣泛的地區(qū),公共建筑(醫(yī)院、學(xué)校、體育館)已普遍采用隔震設(shè)計(jì),符合地方相關(guān)規(guī)定;
四氟乙烯板(PTFE 板)與不銹鋼滑板表面需無刮痕、撞傷、凹陷等缺陷,組裝前需用丙酮清潔表面,組裝后四氟板與不銹鋼板貼合面積需≥95%,確保滑移順暢。
聚四氟乙烯滑板支座(滑動(dòng)支座):以聚四氟乙烯板與不銹鋼板作為滑動(dòng)面,摩擦系數(shù)極小,適用于大位移量情況。
橡膠支座是建筑結(jié)構(gòu)體系中的關(guān)鍵傳力組件,承擔(dān)著連接上部梁體與下部墩臺(tái)的核心作用。其核心功能在于將橋跨結(jié)構(gòu)的支承反力可靠地傳遞至墩臺(tái),并確保建筑結(jié)構(gòu)在承受荷載、溫度變化等因素影響時(shí),能夠滿足設(shè)計(jì)所要求的靜力條件與變形需求,其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性與行車舒適度。
然后在支墩四個(gè)角部各焊一根短鋼筋棍(與柱墩中附加的鋼筋焊在一起),鋼筋棍的頂標(biāo)高為下預(yù)埋板的鋼板下表面標(biāo)高(見;與此同時(shí),將梁底模支設(shè)完畢;——具體支模由施工方設(shè)計(jì)方案.橡膠支座安裝下預(yù)埋板:利用塔吊將下預(yù)埋板吊至支墩上,然后利用葫蘆吊(或人工)將埋板吊裝到位,下預(yù)埋板標(biāo)高和中心線位置調(diào)整準(zhǔn)確后簡單固定下預(yù)埋板;減震盆式橡膠支座不但保留了原盆式橡膠支座承載力大、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、建筑高度低等優(yōu)點(diǎn),而且在橡膠板上增加了一個(gè)其上表面設(shè)有一下消能板的鋼襯板,并在單向活動(dòng)支座中間鋼板或固定支座盆塞的下表面設(shè)有一上消能板,又在支座鋼盆上緣口的槽口內(nèi)設(shè)有一橡膠阻尼圈。

支座就位是一個(gè)關(guān)鍵步驟,滑移面的清潔和潤滑直接影響到支座的滑動(dòng)性能。在安裝前,需用丙酮對(duì)滑移面進(jìn)行仔細(xì)清潔,去除表面的油污、灰塵等雜質(zhì),確保滑移面的潔凈。然后注滿 5201 硅脂,用量≥200g/㎡,硅脂具有良好的潤滑性能和抗老化性能,能夠大大降低支座滑移面之間的摩擦系數(shù),保證支座在水平位移時(shí)的順暢性 。地腳螺栓孔采用高強(qiáng)無收縮砂漿灌注,這種砂漿具有早期強(qiáng)度高、無收縮等優(yōu)點(diǎn),能夠確保地腳螺栓與基礎(chǔ)之間的牢固連接,防止在使用過程中出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。螺栓緊固力矩需按型號(hào)嚴(yán)格控制,以 GPZ2000 支座為例,力矩≥300N?m,通過精確控制螺栓緊固力矩,保證支座在安裝后能夠穩(wěn)定地工作,承受橋梁結(jié)構(gòu)傳來的各種荷載 。
隔震橡膠支座,隔震板式橡膠支座,高阻尼橡膠支座更為重要!外建筑隔震橡膠應(yīng)用基本情況隔震技術(shù)不僅可以保證結(jié)構(gòu)的整體安全,防止非結(jié)構(gòu)部件的破壞,避免建筑物內(nèi)部裝修、室內(nèi)設(shè)備的損壞以及由此引起的次生災(zāi)害,并且隔震橡膠支座技術(shù)應(yīng)用方便、隔震效果明顯,該技術(shù)又對(duì)國計(jì)民生具有重要的意義,所以目前,上已有20多個(gè)已開始在建筑物中使用橡膠墊隔震技術(shù),其中日本、新西蘭、美國、意大利、等應(yīng)用實(shí)例較多,所據(jù)調(diào)查,到目前為止,19層,已建近700幢,美國29層,已建近100幢,日本50層,已建近3000幢,隔震建筑應(yīng)用,已建近25座美國已建近35座,日本已建近800座幢。
當(dāng)橡膠與支座內(nèi)加勁鋼板粘結(jié)不良,在荷載作用下發(fā)生鋼扳與橡膠脫膠,引起不均勻的鼓凸,見8-2.脫空是指板式橡膠支座與建筑底面及支承墊石頂面之間出現(xiàn)的縫隙大于相應(yīng)邊長的25%,通常板式橡膠支座使用時(shí),應(yīng)通過轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)箅,使支座頂?shù)酌媾c建筑全面積接觸,局部脫空一方面造成支座壓應(yīng)力增加,另一方面支座脫空部位與外界空氣接觸,容易產(chǎn)生橡膠老化。
希望在繼續(xù)提高隔震技術(shù)理論研究水平的同時(shí),與大力付諸于工程實(shí)踐之中,加快對(duì)隔震房屋技術(shù)規(guī)范的完善,使我國的隔震房屋的設(shè)計(jì)、應(yīng)用、施工以及橡膠隔震支座的生產(chǎn)有法可依隔震橡膠支座施工準(zhǔn)備.技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備包括以下內(nèi)容:閱讀紙和相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),了解設(shè)計(jì)意和質(zhì)量要求,編寫施工指導(dǎo)書;擬定施工流程,進(jìn)行書面技術(shù)交底;編寫操作工藝和要點(diǎn),培訓(xùn)操作人員;制定質(zhì)量保證措施;完善工序銜接簽證手續(xù);繪制施工記錄表及豎向變形觀測(cè)表等;測(cè)設(shè)各建筑物的定位和控制線,并將測(cè)量記錄報(bào)送監(jiān)理,經(jīng)審定后再抄測(cè)隔震支墩輪廓線和檢查線。
容許壓應(yīng)力與形狀系數(shù):支座的承載能力與其形狀系數(shù)S(有效承壓面積與自由側(cè)表面積之比)密切相關(guān)。規(guī)范要求,當(dāng)形狀系數(shù)S > 8時(shí),支座的容許壓應(yīng)力可取為10MPa。形狀系數(shù)是設(shè)計(jì)選型中的核心計(jì)算參數(shù)。
橡膠支座安裝施工關(guān)鍵要點(diǎn)連接與固定:當(dāng)支座板與墩臺(tái)采用焊接連接時(shí),需采用對(duì)稱、間斷焊接的方法,將下支座板與墩臺(tái)上的預(yù)埋鋼板牢固焊接,焊接過程中必須采取有效措施,防止燒傷支座本體及周邊混凝土結(jié)構(gòu)。若涉及連接螺栓安裝,需將定位用連接螺栓穿過隔震橡膠支座連接鋼板的螺栓孔,準(zhǔn)確扭入套筒內(nèi)并擰緊,確保連接穩(wěn)固。
橡膠支座的主要功能是將上部結(jié)構(gòu)的反力可靠地傳遞給墩臺(tái),并同時(shí)完成梁體結(jié)構(gòu)所需的變形(水平位移和轉(zhuǎn)角),由于支座本身的質(zhì)量問題,以及支座在設(shè)計(jì)、安裝、使用過程中的種種不當(dāng),而造成支座過早的破壞,影響了建筑的正常使用,在支座的處置技術(shù)中針對(duì)不可修復(fù)的損壞狀況,就需要對(duì)支座進(jìn)行更換,在更換的過程中,更換的方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全的影響是非常大的,因此在更換的過程中需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各主要受力部位進(jìn)行監(jiān)控,以保證更換過程的安全和可控制。
IS022762-1(部分:試驗(yàn)方法》規(guī)定了減(隔)震橡膠支座性能的試驗(yàn)方法以及其生產(chǎn)過程中所用的橡膠材料性能的測(cè)定,如壓縮和剪切性能、支座的耐久性能和所用材料的力學(xué)物理性能.IS022762-2(第二部分:建筑應(yīng)用規(guī)范》規(guī)定了用于建筑的減(隔)震橡膠支座的要求和用來制造這種支座的橡膠材料所應(yīng)滿足的具體要求。
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