建筑橡膠支座按照其用途,可分為鐵路建筑支座與公路橋板式橡膠支座按膠種適用溫度分類如下:A、氯丁橡膠:適用溫度+60℃∽-25℃天然橡膠:適用溫度+60℃∽-40℃三元乙丙橡膠:適用溫度+60℃∽-45℃板式橡膠支座適用的范圍一般來(lái)說(shuō)普通板式橡膠支座適用于跨度小于30M、適合位移量較小的建筑.不同的平面形狀適用于不同的橋跨結(jié)構(gòu),正交建筑用矩形支座;曲線橋、斜交橋及圓柱墩橋用圓形支座.四氟板式橡膠支座適用于大跨度、多跨連續(xù)、簡(jiǎn)支梁連續(xù)板等結(jié)構(gòu)的大位移量建筑.它還可用作連續(xù)梁頂推及T型梁橫移中的滑塊.矩形、圓形四氟板式橡膠支座的應(yīng)用非別與矩形、圓形普通板式橡膠支座相同。
每種疊層橡膠支座在投入使用前必須進(jìn)行物理機(jī)械性能測(cè)試,包括膠料強(qiáng)度、壓縮變形、剪切模量及耐久性等指標(biāo)。我國(guó)自1975年《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)首次引入板式橡膠支座內(nèi)容,后續(xù)通過1980年修訂及《鐵路建筑板式橡膠支座技術(shù)條件》(TBL893-8)等文件完善標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)試要求包括:
板式橡膠支座的設(shè)計(jì)在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,板式橡膠支座的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮下列參數(shù):鋼盆中橡膠的抗壓允許應(yīng)力為25MPA;聚凹氟乙烯板的抗壓允許應(yīng)力(平均應(yīng)力)純聚四氟乙烯為24MP山填充聚四氟乙烯(80%聚四氟乙烯十15%玻璃纖維十5%石墨)為36MPA;純聚四氯乙烯加295硅脂為30MPA;支座鋼件的允許應(yīng)力為130MPA。
在需要更換隔震支座時(shí),由于支座在上部荷載作用下存在壓縮量,頂升過程中會(huì)產(chǎn)生自然反彈。為控制這一風(fēng)險(xiǎn),可采用上下法蘭板用鋼板焊接的固定方式,減少樓板頂升位移量,確保混凝土結(jié)構(gòu)安全。
因此,板式橡膠支座,一般用于小跨度梁鐵路橋,可到800萬(wàn)跨度公路建筑,用12~15米跨度。因此,除確保建筑支座質(zhì)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,正確的施工與安裝是橡膠支座應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵所在。因此,除確保橡膠支座質(zhì)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,正確的施工與安裝是橡膠支座應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵所在。因此,對(duì)建筑支座要正確設(shè)置,并經(jīng)常注意保養(yǎng)維修,對(duì)其損壞部分要進(jìn)行修補(bǔ)加固。因此,盡管南海每年夏季臺(tái)風(fēng)不斷,但是港珠澳大橋依然穩(wěn)如泰山。因此,起而代之的是石柱木梁橋,如秦漢時(shí)建成的多跨長(zhǎng)橋:渭橋、灞橋等。因此,應(yīng)合理采用具有全向轉(zhuǎn)動(dòng)能力的橡膠支座。
模型簡(jiǎn)化原則:在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析建模時(shí),考慮到隔震支座的抗彎、抗扭剛度遠(yuǎn)小于混凝土構(gòu)件,為真實(shí)模擬其受力特性,通常將模型底層柱下端設(shè)置為鉸接約束,以反映其弱彎矩傳遞能力。
隔震支座是建筑上、下部結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn),其作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載(包括恒載和活載)順適、安傘地傳遞到建筑墩臺(tái)上,同時(shí)要保證上部結(jié)構(gòu)在支座處能自由變形(轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)),以便使結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況與計(jì)算簡(jiǎn)圖相符合。因此,對(duì)建筑支座要合理設(shè)置,正確安裝,并經(jīng)常注意保養(yǎng)維修,如有損壞要進(jìn)行修補(bǔ)加固或更換。隔震支座按其作用分固定支座和活動(dòng)支庵兩類。固定支摩用來(lái)同定建筑結(jié)構(gòu)在墩臺(tái)上的位置,它只能轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移。一般設(shè)置在梁體固定位置;活動(dòng)支座則可保證在溫度變化、混凝土收縮和荷載作用下結(jié)構(gòu)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)和自由移動(dòng)。
在橡膠支座安裝中,要保證盆式支座的中心線與主梁中心線應(yīng)重合或保持平行。在橡膠支座的保護(hù)下,整個(gè)建筑實(shí)際上變成了一個(gè)可以自由變形的載體(雖然人的眼睛看不到)。在橡膠支座工程中,防水材料的選擇尤為重要,是確保工程防水質(zhì)量的物質(zhì)保障。在橡膠支座上也標(biāo)出十字交叉中心線,將支座安放在支承墊石上,使支座中心線同墊石中心線相重合。

盆式橡膠支座是由鋼構(gòu)件與橡膠組合而成的新型支座,具有承載能力大、水平位移顯著、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)。其構(gòu)造特點(diǎn)是將橡膠塊放置在鋼制盆腔內(nèi),通過橡膠的壓縮和盆環(huán)的變形來(lái)適應(yīng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角和位移。
當(dāng)前,板式橡膠支座的生產(chǎn)尚未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程,硫化之前的工序如下料、裁片、疊層等環(huán)節(jié)仍主要依賴手工操作。這些工序的質(zhì)量控制與操作人員的熟練程度密切相關(guān),直接影響支座的最終性能與結(jié)構(gòu)安全。
當(dāng)支座采用焊接連接時(shí),需在盆式橡膠支座頂、底板對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋 Q345B 鋼板(厚度≥16mm),支座就位后采用對(duì)稱斷續(xù)焊接法(焊段長(zhǎng)度 50-100mm,間隔 50mm)施工。關(guān)鍵控制要點(diǎn):①焊接溫度≤200℃,避免高溫灼傷橡膠板與聚四氟乙烯板(二者耐熱溫度分別≤100℃、260℃);②焊接后 24 小時(shí)內(nèi)涂刷環(huán)氧富鋅底漆(干膜厚度≥80μm)+ 面漆,完成防銹處理。
橡膠支座作為橋梁與建筑結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵傳力組件,自20世紀(jì)60年代在我國(guó)起步研發(fā)以來(lái),已發(fā)展為保障工程安全與抗震減災(zāi)的核心技術(shù)。本文以板式橡膠支座(QPZ/GYZ型)及隔震支座為重點(diǎn),解析其結(jié)構(gòu)特征、變形機(jī)制與實(shí)用規(guī)范,并附注歷史案例與維護(hù)要求。
建筑隔震技術(shù)能使結(jié)構(gòu)抗震安全性大幅提高,近年來(lái)其優(yōu)異的抗震效果在多次實(shí)際地震中得到了充分驗(yàn)證。隔震支座安裝階段,應(yīng)對(duì)支墩(或柱)頂面和隔震支座頂面的水平度、隔震支座中心的平面位置和標(biāo)高進(jìn)行精確觀測(cè)記錄,確保安裝質(zhì)量。
橡膠硬度對(duì)支座抗壓彈性模量的影響系數(shù)β為1(HS60):1.3(HS70):0.7(HS50)3.板式橡膠支座的剪切模量G=1.1MPA.橡膠硬度的支座剪切模量的影響系數(shù)λ為1(HS60〕:1.4(HS70〕:0.6(HS50〕決速加載時(shí)剪切模量的提高系數(shù)ξ=1.5。
盆式橡膠支座:將橡膠塊置于鋼制盆腔內(nèi),通過橡膠的三向受壓狀態(tài)來(lái)提供更高的承壓能力,適用于大跨徑、大荷載的橋梁。其安裝精度要求極高,支座安裝平面與滑動(dòng)平面的平行度偏差不宜超過2‰。
橡膠支座技術(shù)在我國(guó)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展與應(yīng)用,已日趨成熟和完善。從基礎(chǔ)的路橋工程到前沿的建筑隔震領(lǐng)域,正確選擇、精確安裝并嚴(yán)格質(zhì)量控制橡膠支座,對(duì)于提升工程結(jié)構(gòu)的使用壽命、保障行車舒適性與安全性,尤其是在地震等極端災(zāi)害下的結(jié)構(gòu)韌性,提供了堅(jiān)實(shí)可靠的技術(shù)支撐。持續(xù)的深入研究與規(guī)范的工程實(shí)踐,是推動(dòng)這一領(lǐng)域不斷進(jìn)步的根本動(dòng)力。

復(fù)位特性:由于隔震裝置具有水平彈性恢復(fù)力,使隔震結(jié)構(gòu)體系在地震中具有瞬時(shí)自動(dòng)“復(fù)位”功能。地震后,上部結(jié)構(gòu)回復(fù)至初始狀態(tài),滿足正常使用要求。阻尼消能特性:隔震裝置具有足夠的阻尼C,即隔震裝置的荷載F-位移U曲線的包絡(luò)面積較大,具有較大的消能能力。較大的阻尼C可使上部結(jié)構(gòu)的位移明顯減少。
常見施工質(zhì)量隱患與防控板式支座安裝常因被認(rèn)為操作簡(jiǎn)單而被忽視,易引發(fā)支座墊石不平整、支座脫空、剪切變形過大、支座開裂等問題,需強(qiáng)化施工全過程管控。同時(shí),支座與伸縮裝置的配套安裝需同步符合規(guī)范,確保伸縮位移順暢,避免因安裝偏差導(dǎo)致支座附加應(yīng)力。
當(dāng)隔震支座(含疊層橡膠支座)出現(xiàn)損傷(如橡膠開裂、鋼板外露)、力學(xué)性能變化時(shí),需及時(shí)更換,更換條件:空間要求:支座周圍有足夠的空間放置千斤頂;承壓要求:千斤頂放置位置的上部、下部結(jié)構(gòu)需滿足局部承壓強(qiáng)度(≥2 倍千斤頂反力);記錄要求:更換前確認(rèn)支座位置、編號(hào)、病害,拍攝 “原狀 - 更換過程 - 完成后” 照片,檢查記錄作為交工文件存檔。
公路建筑矩形普通氯丁橡膠支座:短邊尺寸為:2600MM,長(zhǎng)邊為400MM,厚度48MM,表示為:GJZ26040047(CR)板式支座按膠種適用溫度分類如下:A、氯丁橡膠:適用溫度+60℃∽-25℃天然橡膠:適用溫度+60℃∽-40℃三元乙丙橡膠:適用溫度+60℃∽-45℃公路建筑矩形普通氯丁橡膠支座,短邊尺寸為550MM,長(zhǎng)邊尺寸為400MM,厚度為50MM,表示為GJZ550×400×50(CR)。
支座布置參數(shù):連續(xù)梁?jiǎn)温?lián)長(zhǎng)度不宜超過 200m,跨數(shù)不宜超過 6 跨;若需超過 6 跨,需檢算靠近滑動(dòng)型支座的固定型支座位移量,根據(jù)實(shí)際需求增設(shè)滑動(dòng)型支座或進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)。
橡膠支座主要分為板式橡膠支座和盆式橡膠支座兩大類,其在工作原理和適用場(chǎng)景上存在顯著區(qū)別。
荷載分析:精確計(jì)算恒載(如結(jié)構(gòu)自重)與活載(如車輛、人群)產(chǎn)生的反力,確保支座承載力留有余量。
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。

經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì):在實(shí)現(xiàn)同樣性能目標(biāo)的條件下,相比其他隔震裝置具有更顯著的成本優(yōu)勢(shì)。其安裝時(shí)只需用四個(gè)螺栓將支座與上、下支墩連接,操作簡(jiǎn)單快捷,降低人工成本。并且大變形試驗(yàn)后支座無(wú)損傷,可繼續(xù)投入工程應(yīng)用,降低了檢測(cè)成本。此外,支座在大震位移下進(jìn)行多次反復(fù)加載后滯回曲線完全重合,無(wú)損傷表現(xiàn),說(shuō)明支座在震后可繼續(xù)使用,無(wú)需更換,降低了后續(xù)維護(hù)成本。
消能減震的技能主要是經(jīng)過進(jìn)步修建構(gòu)造的附加阻力值來(lái)下降修建構(gòu)造的地震反響程度。尤其是耗能構(gòu)造元件可以對(duì)修建構(gòu)造在遭遇地震時(shí)消減和吸收地震的能量波,進(jìn)一步起到維護(hù)修建主體構(gòu)造的作用,然后到達(dá)修建構(gòu)造的減震作用。現(xiàn)在,修建構(gòu)造減震技能已被廣泛應(yīng)用,在新修建構(gòu)造的計(jì)劃中可以選用此技能,也可以對(duì)已有的修建選用此技能,然后完成減震抗震的作用,還有在鋼構(gòu)造修建構(gòu)造構(gòu)建上和修建上層構(gòu)造的隔震層中選用消能減震技能。在有關(guān)的修建構(gòu)造中設(shè)備消能減震設(shè)備,例如,塑性阻力器、摩擦阻力器和粘滯阻力器等減震設(shè)備。
預(yù)制結(jié)構(gòu)橡膠支座安裝的核心在于確保梁底墊石頂面平整度、支座下承面的完全密貼。必須杜絕局部懸空、偏壓及受力不均等現(xiàn)象,保證荷載有效傳遞。
球冠支座受力:球冠型設(shè)計(jì)能改善受力狀態(tài),尤其在梁體落梁或現(xiàn)澆梁拆模初期,能更好地適應(yīng)受力變化。
鋼支座:承載能力強(qiáng),但構(gòu)造復(fù)雜,耗鋼量大,且易銹蝕,維護(hù)成本較高。
建筑支座性能劣化種類眾多,針對(duì)板式橡膠支座和盆式橡膠支座,應(yīng)重點(diǎn)檢查以下幾種常見的可實(shí)現(xiàn)檢查的劣化形式:橡膠老化開裂、鋼板銹蝕、支座不均勻壓縮、剪切變形超限以及支座位置偏移等。
產(chǎn)品質(zhì)量與安裝精度:支座本身的制造細(xì)節(jié)、質(zhì)量以及施工安裝過程中的精度控制,也可能會(huì)偏離設(shè)計(jì)的理論要求,從而影響隔震效果甚至帶來(lái)安全隱患。例如,在較大的重力荷載作用下,可能難以保證安裝精度,出現(xiàn)初始偏心、不對(duì)中等情況。
在極端氣候條件下遭遇地震等意外荷載時(shí),橡膠支座可能面臨溫度應(yīng)力與地震力的疊加作用。雖然現(xiàn)有的板式橡膠支座和盆式橡膠支座能夠適應(yīng)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn),但對(duì)于多重作用力的疊加效應(yīng),其適應(yīng)能力仍然存在一定局限性。
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