由于層高較高,一般從使用方便考慮均設(shè)置高下支墩的隔震方式,筆者還沒有見過高上支墩的工程。這種情況的案例比較多,典型的如云南東川的泰隆酒店,它的下支墩不僅高,而且還有長短不一的情況出現(xiàn)。經(jīng)濟(jì)實用模式的主要問題是多數(shù)情況下建筑允許的下支墩尺寸有限,實際上很難全面滿足工程要求,高而細(xì)的懸臂下支墩看上去像人在踩高蹺,有點懸,也有工程在下支墩頂面做拉梁,把各個懸臂下支墩連接成一個整體的空框架,雖然改善了受力,但會影響地下室凈高。
正常使用狀態(tài)下,隔震支座需嚴(yán)格控制壓應(yīng)力,避免橡膠提前失去彈性:甲類建筑壓應(yīng)力不得超過 10MPa,乙類建筑不得超過 12MPa,丙類建筑不得超過 15MPa。
支座上的鋼筋架將打起略低于地面的立柱,立柱上再澆筑圈梁,后將在圈梁上建起會商大樓。支座是指用以支承容器或設(shè)備的重量,并使其固定于一定位置的支承部件,還要承受操作時的振動與地震載荷。支座豎向設(shè)計承載力、支座轉(zhuǎn)角、支座摩擦系數(shù)及位移均按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計。支座四氟面的儲油凹槽坑內(nèi),安裝時尖涂刷充滿不會發(fā)揮的295-3硅脂作潤滑劑,以降低摩擦系數(shù)。支座位移通過聚四氟乙烯板的滑動或橡晈的剪切來實現(xiàn),支座轉(zhuǎn)角則通過橡膠的壓縮變形來實現(xiàn)。支座應(yīng)按紙所示,或由承包人推薦、監(jiān)理人認(rèn)可的廠商制造和供應(yīng)。支座與不銹鋼板的相對位置視安裝時的溫度而定,本橋設(shè)計移動量為4-6CM。
橡膠支座是建筑與橋梁工程隔震體系的核心構(gòu)件,其性能檢測、安裝施工、維護(hù)更換直接影響工程抗震安全性與耐久性。隨著隔震技術(shù)需求升級,微米級震動控制、智能化發(fā)展成為新方向,本文系統(tǒng)梳理橡膠支座關(guān)鍵技術(shù)要點、施工控制要求及隔震技術(shù)發(fā)展趨勢,為工程實踐提供參考。
板式橡膠支座由多層橡膠與鋼板復(fù)合硫化而成,具備構(gòu)造簡單、安裝便捷、成本可控等優(yōu)點,適用于中小跨徑的結(jié)構(gòu)。該類型支座可均勻分散水平力,多用于固定與活動支座布置,需結(jié)合具體位移及轉(zhuǎn)角驗算確定。
1995年日本神戶大地震中,采用隔震支座的建筑(如西部郵政大樓)經(jīng)受住了強(qiáng)震考驗,主體結(jié)構(gòu)與內(nèi)部設(shè)備均完好無損。實踐證明,隔震技術(shù)可將8級地震作用衰減至約5.5級等效震動,顯著降低上部結(jié)構(gòu)損傷。
施工安全準(zhǔn)則:支座更換與維修需統(tǒng)一指揮,全程專人監(jiān)控,確保人身與設(shè)備安全。采用頂升法時,應(yīng)細(xì)致進(jìn)行測量、觀察與記錄工作。
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。

盆式橡膠支座:將橡膠體密封于鋼盆內(nèi),承載能力高,轉(zhuǎn)動性能靈活,適用于大跨徑或重載工程。
隔震技術(shù)工程應(yīng)用價值:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用隔震技術(shù),可降低上部結(jié)構(gòu)地震損壞程度,保護(hù)室內(nèi)裝飾物、家電設(shè)備及生活用具,減少地震引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失。隔震、減震及結(jié)構(gòu)控制技術(shù)是 20 世紀(jì)末以來工程抗震領(lǐng)域的重大創(chuàng)新,是提高城鄉(xiāng)建筑地震安全性、減輕災(zāi)害的核心技術(shù)手段。隨著新材料、新技術(shù)與人工智能的融合,新一代技術(shù)人才將為地震控制技術(shù)發(fā)展提供支撐。
中小地震隔震效果:對中小地震的隔震效果相對欠佳。
表5耐久性要求序號項目性能要求老化性能豎向剛度變化率不應(yīng)大于20%水平剛度等效黏滯阻尼比水平極限變形能力橡膠支座外觀目視無龜裂徐變性能徐變量不應(yīng)大于橡膠層總厚度的5%疲勞性能豎向剛度變化率不應(yīng)大于20%水平剛度等效黏滯阻尼比橡膠支座外觀目視無龜裂橡膠支座的耐火性能豎向極限壓應(yīng)力和豎向剛度的變化率不應(yīng)大于30%。
水平變形能力:鉛芯能夠很好地追隨支座變形,使得LRB500支座在水平方向上具有較好的性能穩(wěn)定性。
在支座底面增設(shè)直徑D=2.5mm的半圓形橡膠圓環(huán),當(dāng)支座承受荷載時,底部圓環(huán)首先發(fā)生變形壓密,從而優(yōu)化底面受力分布,有效預(yù)防或改善支座底面脫空問題,確保受力均勻傳遞。
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)同一墩臺某一排支座中,有 1 個出現(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、開裂等問題時,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 個及以上,同樣需整體更換該排支座。
無論采用現(xiàn)澆梁施工工藝還是預(yù)制梁施工工藝,無論安裝何種類型的橡膠支座,墩臺頂部必須設(shè)置支撐墊石。支撐墊石不僅能保證橡膠支座的施工質(zhì)量,還能為后續(xù)支座的安裝、調(diào)整、觀察及更換提供便利。

關(guān)節(jié)支座:近年來發(fā)展的新型式,通過在支座內(nèi)部設(shè)置特殊的關(guān)節(jié)節(jié)點來主導(dǎo)轉(zhuǎn)動,特點是轉(zhuǎn)動靈活性極高,但相應(yīng)的水平位移能力可能受到特定設(shè)計的限制。
承載系統(tǒng)中的內(nèi)部橡膠板選材依據(jù)使用環(huán)境的氣候條件而定。在溫度范圍為 - 20℃~60℃的環(huán)境中,氯丁膠憑借其良好的耐候性和物理性能成為合適之選;當(dāng)溫度低至 - 40℃~60℃時,天然橡膠則以其出色的低溫性能和高彈性發(fā)揮關(guān)鍵作用;而在更為嚴(yán)苛的 - 40℃~80℃溫度區(qū)間,三元乙丙膠憑借其優(yōu)異的耐老化和耐高溫性能,為支座的穩(wěn)定運行提供可靠保障。硫化前,鋼板會經(jīng)過 Sa2.5 級噴砂除銹處理,這一工序如同為鋼板穿上了一層 “保護(hù)衣”,極大地增強(qiáng)了鋼板與橡膠之間的粘結(jié)強(qiáng)度,使其達(dá)到≥0.5MPa,有效防止在長期使用過程中出現(xiàn)脫粘現(xiàn)象,確保支座整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。
矩形、圓形四氟板式橡膠支座的應(yīng)用分別與普通板式橡膠支座相同。矩形固定型支座宜采用支座短邊與順橋向平行布置,當(dāng)建筑橫向尺寸受限時,可采用支座長邊沿縱橋向布置。矩形四氟板式橡膠支座的應(yīng)用矩形普通板式橡膠支座相同。矩形支座短邊應(yīng)與順橋向平行放置。具體進(jìn)行二環(huán)快速路高架橋橋體結(jié)構(gòu)安全設(shè)計時,專門提出了如何預(yù)防超重車的問題。具有承載能力大、水平位移量大、轉(zhuǎn)動靈活等特點,適用于支座承載力為1000KN以上的大跨徑建筑。具有低的磨擦系數(shù)、承載能力大、變形小,耐磨耗、抗腐蝕能力強(qiáng)。具有構(gòu)造簡單、安裝方便、節(jié)省鋼材、價格低廉、養(yǎng)護(hù)簡便、易于更換等特點。具有重大歷史、科學(xué)、藝術(shù)價值或者重要紀(jì)念意義的建設(shè)工程;具有足夠大的水平變形能力儲備,以確保在強(qiáng)震作用下不會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。具有足夠的耐久性,至少大于建筑物的設(shè)計基準(zhǔn)期。具有足夠柔的水平剛度,保證建筑物的基本周期延長5-0秒所有。
大型儲油罐:可以幫助減少地震對儲油罐的影響,降低潛在的安全風(fēng)險。
球形表面橡膠支座的特殊優(yōu)勢球形表面橡膠支座(含圓板式球形支座)除具備普通支座的豎向承重、水平位移功能外,核心優(yōu)勢在于:受力擴(kuò)散能力:梁端作用力通過球形表面橡膠層自動調(diào)整受力中心,將集中力逐漸擴(kuò)散至支座鋼板與橡膠層,避免局部應(yīng)力峰值;適配復(fù)雜場景:尤其適用于斜交橋(斜交角≤45°)、立交橋、坡度橋(坡度≤5%),可通過球形接觸面抵消橫向推力,減少支座偏壓損壞風(fēng)險。
LRB500隔震支座是一種鉛芯隔震橡膠支座,具體型號為LRB500。這種支座通過在橡膠支座中心嵌入鉛芯,增強(qiáng)了其能量吸收能力,主要用于隔震結(jié)構(gòu)中,以減少地震對建筑物的損害。
在支座底面增設(shè)直徑D=2.5mm的半圓形橡膠圓環(huán),當(dāng)支座承受荷載時,底部圓環(huán)首先發(fā)生變形壓密,從而優(yōu)化底面受力分布,有效預(yù)防或改善支座底面脫空問題,確保受力均勻傳遞。
橡膠支座基本構(gòu)造:通常由多層薄鋼板作為加勁層與多層橡膠片交替疊合、硫化粘結(jié)而成。加勁鋼板的核心作用是有效限制橡膠層的橫向膨脹,從而顯著提升支座的豎向剛度和抗壓承載能力。

抗震優(yōu)勢:具備彈性復(fù)位功能與萬向位移能力,減震效果顯著,可實現(xiàn) “小震不壞、中震基本不壞或輕度損壞、大震不喪失使用功能” 的抗震目標(biāo)。
問題調(diào)整:若安裝后發(fā)現(xiàn)標(biāo)高或位置需要微調(diào),可頂起梁端,在支座底板與墊石間灌注環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行調(diào)整。
橡膠支座技術(shù)的精細(xì)化應(yīng)用是工程抗震安全的關(guān)鍵,需從性能檢測、配方優(yōu)化、安裝施工、維護(hù)更換全流程把控質(zhì)量。隔震技術(shù)正朝著微米級控制、智能化方向升級,未來需持續(xù)深化技術(shù)研究,結(jié)合工程實際需求推動技術(shù)落地,為建筑工程的抗震耐久性提供保障。
隔震效果良好:具有類似于橡膠隔震支座的隔震效果,能有效延長結(jié)構(gòu)自振周期,減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞,避免下部墩柱在地震作用下發(fā)生塑性破壞。
LRB系列鉛芯隔震橡膠支座矩形分為29類:400×400,450×450,500×500,500×550,550×550,600×600,650×650,700×700,750×750,800×800,850×850,900×900,950×950,1000×1000,1050×1050,1100×1100,1150×1150,1200×1200,1250×1250,1300×1300,1350×1350,1400×1400,1450×1450,1500×1500,1550×1550,1600×1600,1650×1650,1700×1700,1750×1750。
活動支座:在允許轉(zhuǎn)動的同時,還能適應(yīng)結(jié)構(gòu)在一個或兩個方向上的水平位移。
隔震支座的定義:隔震支座是一種特殊的建筑結(jié)構(gòu)組件,設(shè)計用于在地震發(fā)生時隔離上部建筑結(jié)構(gòu)與地面的直接連接,通過其自身的變形和耗能特性,吸收和分散地震能量,從而減少地震對建筑的影響。
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、選型、施工及質(zhì)量控制中的核心技術(shù)要點。
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