豎向應(yīng)力控制:相關(guān)規(guī)范明確規(guī)定,隔震支座在重力荷載代表值下的豎向壓應(yīng)力不應(yīng)超過規(guī)定限值。同時(shí),在罕遇地震作用下,橡膠支座的豎向壓應(yīng)力必須控制在30MPa以下,以確保安全。
施工記錄與監(jiān)測(cè):對(duì)于鉛芯橡膠支座等重要部件,應(yīng)做好詳盡的安裝過程施工記錄。在上部結(jié)構(gòu)后續(xù)施工中,建議每完成一層,就對(duì)橡膠支座的豎向變形進(jìn)行一次觀測(cè),以監(jiān)控其長期行為。
適用結(jié)構(gòu):高架橋坡梁、斜交梁(斜交角≤45°)、曲梁等異形結(jié)構(gòu);多跨連續(xù)梁、簡支梁連續(xù)板等需適應(yīng)溫度變形、地震位移的建筑;造價(jià)低于盆式支座約 30%,安裝便捷,適用于對(duì)經(jīng)濟(jì)性與可靠性均有要求的工程。
板式橡膠支座安裝應(yīng)遵循嚴(yán)格工藝流程:支座進(jìn)場(chǎng)后,首先核查制造商提供的永久性標(biāo)識(shí);其次嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝定位;確保支座在墩、臺(tái)上的位置精確無誤。
對(duì)于關(guān)鍵連接部位,如梁板與蓋梁的連接區(qū)域,可考慮采用性能更高的阻尼支座產(chǎn)品。這類支座能夠有效限制梁體縱向位移,在地震作用下通過適度變形耗散能量,提升結(jié)構(gòu)整體抗震性能。
LRB鉛芯隔震支座設(shè)計(jì)位移:支座正常設(shè)計(jì)剪應(yīng)變?yōu)?.0,地震時(shí)為2.0;當(dāng)客戶有特別需求時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。
隔震橡膠支座:通過分層橡膠與鋼板粘合形成的疊層結(jié)構(gòu),延長結(jié)構(gòu)自振周期并消耗地震能量。實(shí)踐證實(shí)(如1994年洛杉磯地震、1995年日本阪神地震),采用此類支座的建筑(如USC大學(xué)醫(yī)院)在地震中保持功能完好,內(nèi)部設(shè)備僅受表面損傷。
板式橡膠支座普遍存在 “過早退化、壽命短(未達(dá)設(shè)計(jì)年限 15-20 年)” 的問題,核心成因包括:施工缺陷:基層處理不潔凈(殘留浮砂、灰塵、縫隙),導(dǎo)致支座與墊石間出現(xiàn)空鼓,受力不均引發(fā)局部開裂;材料劣化:橡膠長期暴露于紫外線、高溫環(huán)境,出現(xiàn)硬度上升(增幅>15IRHD)、彈性下降,鋼板銹蝕(未做防銹或涂層破損);荷載異常:摩擦系數(shù)超標(biāo)(>0.03),低烈度地震下滑板支座易局部滑動(dòng),尤其當(dāng)相鄰橋墩水平剛度差異大、滑板支座置于剛度較小墩頂時(shí),滑動(dòng)現(xiàn)象更明顯,超出規(guī)范公式適用范圍;結(jié)構(gòu)變形:垂直荷載作用下,橡膠層厚度不均導(dǎo)致側(cè)面出現(xiàn)波紋狀凸凹(鋼板處凹陷、橡膠層處凸起),長期易引發(fā)橡膠層剝離。

橡膠支座的主要力學(xué)性能指標(biāo)是評(píng)估其工程適用性的核心依據(jù),主要包括:抗壓彈性模量:反映支座在壓力作用下的變形特性;抗剪彈性模量:表征支座的剪切變形性能;水平抗剪傾角:體現(xiàn)支座的抗傾覆能力;極限抗壓強(qiáng)度:確定支座的最大承載能力;豎向極限拉應(yīng)力:通過拉伸試驗(yàn)確定支座的抗拉性能。
橡膠層開裂是較為常見的病害之一。其成因主要包括硫化工藝缺陷,在硫化過程中,如果溫度、時(shí)間等工藝參數(shù)控制不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致橡膠分子交聯(lián)程度不均勻,從而降低橡膠的強(qiáng)度和韌性,使其容易出現(xiàn)開裂;鋼板銹蝕也是一個(gè)重要因素,當(dāng)支座內(nèi)部的鋼板因防水密封失效等原因與外界水分、氧氣等接觸,發(fā)生銹蝕時(shí),鐵銹的膨脹會(huì)對(duì)橡膠層產(chǎn)生擠壓作用,導(dǎo)致橡膠層開裂 。對(duì)于這種病害,當(dāng)檢測(cè)到橡膠與鋼板的粘結(jié)強(qiáng)度低于 0.4MPa 時(shí),說明橡膠層與鋼板之間的粘結(jié)力已嚴(yán)重下降,無法保證支座的正常工作,此時(shí)需要整體更換支座,以確保結(jié)構(gòu)的安全 。
鉛芯橡膠支座的規(guī)格分類與滯回特性規(guī)格型號(hào)劃分:鉛芯橡膠支座作為隔震橡膠支座的重要類型,其規(guī)格劃分主要依據(jù)直徑尺寸(不同工程場(chǎng)景選用直徑差異較大),結(jié)構(gòu)形式分為一體型與分體式兩類,適配不同工程安裝與承載需求。小應(yīng)變滯回特性:試驗(yàn)研究表明,鉛芯橡膠支座在大應(yīng)變與小應(yīng)變狀態(tài)下均存在小應(yīng)變滯回特性。其滯回曲線與加載時(shí)程密切相關(guān):在同一水平應(yīng)變下,水平剪切剛度隨加載次數(shù)增多逐漸減小,最終趨于穩(wěn)定;在不同應(yīng)變條件下,水平剪切剛度隨應(yīng)變?cè)龃蠖鴾p小。目前現(xiàn)有鉛芯橡膠支座恢復(fù)力模型中,尚未充分考慮加載時(shí)程基礎(chǔ)上的應(yīng)變滯回特性,該特性在高層或超高層隔震建筑設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)關(guān)注。
墩高:墩高對(duì)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。
隔震技術(shù)核心原理:隔震技術(shù)通過在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層,使上部結(jié)構(gòu)與地震動(dòng) “絕緣”—— 地震時(shí)隔震層吸收 80% 以上地震能量,大幅降低上部結(jié)構(gòu)地震響應(yīng),該技術(shù)又稱 “基礎(chǔ)隔震技術(shù)”。目前隔震層主要由 “橡膠支座 + 阻尼裝置” 構(gòu)成,部分場(chǎng)景可單獨(dú)采用橡膠支座(如低烈度區(qū))。
隔震支座主要有板式橡膠支座、盆式橡膠支座等多種類型,其核心材料——橡膠,在受到三向約束時(shí)力學(xué)性能顯著提高。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,橡膠在三向約束下的抗壓彈性模量可達(dá)5×10? kg/cm2,相比無側(cè)限狀態(tài)提高近20倍,極大地增強(qiáng)了支座承載能力,解決了早期普通橡膠支座承載力不足的局限。
避免使用不合格的板式橡膠支座產(chǎn)品,作為一有專業(yè)的橡膠支座生產(chǎn)企業(yè),我們認(rèn)為建筑板式橡膠支座質(zhì)量要從源頭抓起,本著對(duì)企業(yè)負(fù)責(zé),對(duì)工程質(zhì)量負(fù)責(zé),對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)的態(tài)度,身體力行捍衛(wèi)建筑支座產(chǎn)業(yè)支撐的是建筑,更是責(zé)任與信任的理念建筑橡膠支座主要使用的規(guī)格有GYZ20042MM、GYZ20035MM、GYZF420044MM、GYZ25063MMGJZ20020035MM,GYZF420025042MM等,板式支座主要可以分為:普通板式橡膠支座、四氟乙烯滑板式橡膠支座、圓板坡形橡膠支座、球冠板式橡膠支座。
支座墊石應(yīng)配置專用鋼筋網(wǎng),當(dāng)采用直徑8毫米鋼筋時(shí),網(wǎng)格間距宜控制在50毫米×50毫米。橋梁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)有豎向受力鋼筋延伸至支座墊石區(qū)域,墊石混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30標(biāo)準(zhǔn)。

球形支座優(yōu)缺點(diǎn):其優(yōu)點(diǎn)是整體支座高度相對(duì)較小,構(gòu)造較為簡潔,用鋼量經(jīng)濟(jì);缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在無法有效抵抗拉力,支座高度不可調(diào)整,允許的轉(zhuǎn)動(dòng)量有限,并且在日后需要更換和修理時(shí)操作不便。
板式橡膠支座的更換原則:為保證支座群共同受力的均勻性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,板式橡膠支座的更換需遵循以下原則:當(dāng)同一墩臺(tái)某一排支座中,有 1 個(gè)出現(xiàn)壓壞、變形過大且無法正常發(fā)揮支撐作用,或存在異常變形、不能正常滑動(dòng)、開裂等問題時(shí),需更換該排全部支座;若出現(xiàn)問題的支座數(shù)量達(dá)到 3 個(gè)及以上,同樣需整體更換該排支座。
橡膠支座在安裝完成并投入使用后,會(huì)隨著時(shí)間推移出現(xiàn)性能劣化現(xiàn)象。在工程維護(hù)中,需要準(zhǔn)確判斷橡膠支座的劣化類型,及時(shí)采取相應(yīng)措施。
按結(jié)構(gòu)形式分類支座的種類多樣,以適應(yīng)不同的工程需求,主要包括:
抗拉性能有限:對(duì)于可能出現(xiàn)拉力的多層結(jié)構(gòu),需要輔助相應(yīng)的抗拉裝置。
按照設(shè)計(jì)要求,將隔震橡膠支座外露連接板、螺帽均應(yīng)刷防銹漆兩遍,外罩防火涂料。按照橡膠支座拱上建筑的形式可以分為:實(shí)腹式拱橋,空腹式拱橋。按照橡膠支座主拱圈拱軸的形式可分為:圓弧拱橋,拋物線拱橋,懸鏈線拱橋等。按支座配套鋼板的設(shè)計(jì)要求,對(duì)支座的配套鋼板進(jìn)行調(diào)整。按支座用材料分類:鋼支座(平板支座、弧形支座、搖軸支座和輥軸支座〉:詼支座的傳力通過鋼的接觸而。案例一:博盧高架橋1號(hào)線概況案列參考:減隔震技術(shù)項(xiàng)目凹凸不超過2MM,面積不超過50MM2,不得多于3凹凸不超過2MM,面積不超過50MM2,不得多于3處八、混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖把盆式橡膠支座安裝在建筑墩墊石:首先設(shè)置安裝。搬運(yùn)車吊運(yùn)時(shí),應(yīng)檢查車體吊杠及鏈鉤安全,防止鏈斷杠折傷人;搬運(yùn)時(shí)應(yīng)輕起輕放,不得猛起重摔。板內(nèi)可設(shè)置若干層用鋼絲網(wǎng)、薄鋼片做成的加勁物,以承受支座受壓時(shí)的水平拉力。
橡膠支座成分檢測(cè)包含五個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)程序:樣品通過評(píng)測(cè)、樣品預(yù)處理、儀器檢測(cè)、譜分析、綜合驗(yàn)證。采用NMR分析、X熒光光譜、IR分析儀、質(zhì)譜儀等先進(jìn)儀器聯(lián)用,獲取精密譜圖信息,明確原材料組成,為產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠保障。
包括減震支座、抗震支座、隔震支座和拉力支座等。其中,隔震橡膠支座(含天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座及高阻尼橡膠支座)能有效降低結(jié)構(gòu)所承受的地震作用,被視為實(shí)現(xiàn)建筑隔震實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)。

四氟板式橡膠支座(又稱四氟滑板式支座,GJZFG/YZF4系列)是在板式橡膠支座表面粘復(fù)一層1.5mm-3mm厚的聚四氟乙烯板。該設(shè)計(jì)使梁底不銹鋼板之間的摩擦系數(shù)顯著降低,能夠讓建筑上部構(gòu)造的水平位移不受支座本身剪切變形量的限制,滿足大位移量的工程需求。
在隔震支座設(shè)計(jì)階段,應(yīng)重視控制相鄰支座的豎向剛度差異與荷載分布差異,通過簡化計(jì)算手段控制支座間的豎向變形差值,以降低結(jié)構(gòu)局部傾覆風(fēng)險(xiǎn)。
目前,橡膠支座的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ7-91《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》和GB20668.4-2007《橡膠支座第4部分:普通橡膠支座》等規(guī)范文件執(zhí)行。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)支座的材料選擇、生產(chǎn)工藝、性能測(cè)試和驗(yàn)收準(zhǔn)則等方面都作出了明確規(guī)定。
建筑支座的布置方式:主要根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)型式及建筑的寬度確定。建筑支座的布置主要和撟梁的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。建筑支座的應(yīng)用范圍很廣泛,但是要注意在施工過程中所產(chǎn)生的問題,這樣才能保證建筑的安全與質(zhì)量。建筑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)能適應(yīng)梁部結(jié)構(gòu)的變形(位移和轉(zhuǎn)角〕。建筑支座更換施工注意事項(xiàng)對(duì)不同形式的建筑應(yīng)采用不同的頂升方式。
橋梁工程:是橋梁構(gòu)件減隔震領(lǐng)域的常用產(chǎn)品之一。能減小傳遞到橋梁結(jié)構(gòu)中的側(cè)向力和水平振動(dòng),使橋梁在地震下免受破壞,適用于各種類型的橋梁,如鐵路橋、公路橋等。在鐵路橋梁結(jié)構(gòu)中,摩擦擺支座可傳遞荷載并限制結(jié)構(gòu)變形,有助于確保整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)營安全。
隔震系統(tǒng)的位移能力不足。依據(jù)AASHTO標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)算可得,該高架橋隔震系統(tǒng)的大位移為820MM。而原設(shè)計(jì)的隔震系統(tǒng)的極限位移僅有210MM(滑動(dòng)支座)——480MM(屈服耗能裝置的極限位移)。通過利用博盧和達(dá)茲兩處地震觀測(cè)站分別對(duì)地震場(chǎng)地進(jìn)行了地面運(yùn)動(dòng)情況的觀測(cè),并模擬了近斷層的運(yùn)動(dòng)情況,得到的峰值位移應(yīng)為1400MM。這巨大的差別說明了該設(shè)計(jì)不僅非常不合理(隔震的兩部分位移能力不同),也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足達(dá)茲近場(chǎng)大地震的要求。
盆式橡膠支座螺栓連接施工調(diào)平工序:先用鋼楔塊調(diào)平下支座板四角,確保高程、位置符合設(shè)計(jì)后,采用 M50 環(huán)氧砂漿(抗壓強(qiáng)度≥60MPa)灌注地腳螺栓孔及支座墊層;后續(xù)處理:環(huán)氧砂漿養(yǎng)護(hù) 7d(抗壓強(qiáng)度≥40MPa)后拆除鋼楔,并用同配比環(huán)氧砂漿填滿楔塊空隙,防止局部應(yīng)力集中。
摩擦擺支座具有隔震和減震功能,其應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛,主要包括以下方面:
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