減隔震摩擦擺支座(也稱為FPS摩擦擺支座)是一種特殊的減隔震裝置,它利用鐘擺原理和滑動界面摩擦來消耗地震能量,進而實現減震和隔震的功能。
建筑設計為保證其規范性,一般采用專圖形式進行設計,各設計院在設計中直接根據實際情況進行選圖設計。目前形成專圖的支座產品主要有鑄鋼支座(包括搖軸、輥軸和鉸軸支座)、盆式橡膠支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承載力高、傳力均勻、耐久性好等特點,多用于連續梁及有特殊要求的建筑設計中,現也開始逐步取代盆式橡膠支座使用于簡支梁橋中。
LRB500隔震支座的應用場景和標準
水平變形能力大:具有較大的水平位移能力,能夠適應結構在地震等作用下的變形需求。
支座通常在工廠組裝好后整件運輸到工地,為保證運輸過程中支座的完整性和整體性,應使用臨時定位裝置將支座各部件可靠連接。
待下支墩混凝土達到75%設計強度后,將橡膠隔震支座按型號分類擺放,利用塔吊將支座吊至相應的支墩上,然后使用葫蘆吊和簡易鋼架吊起支座并安裝到位。并將預埋件螺孔清理干凈,涂上黃油。用高強螺栓將下連接板牢固地與下預埋板連接。高強螺栓的擰緊過程應分為初擰、復擰、終擰三個階段,并在同一天完成。螺栓連接時,嚴禁用錘敲打等破壞方法強行穿入螺栓,另外要保持構件摩擦面的干燥,嚴禁雨中作業。
1995年日本地震的實例進一步驗證了隔震建筑的良好性能。地震記錄明確顯示,隔震建筑所受地震作用力僅為非隔震建筑的十分之一,這些建筑在震后保持完好,設備無損,在抗震救災中發揮了重要作用。
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、時間等工藝參數控制不當,會導致橡膠分子交聯程度不均勻,從而降低橡膠的強度和韌性,使其容易出現開裂;鋼板銹蝕也是一個重要因素,當支座內部的鋼板因防水密封失效等原因與外界水分、氧氣等接觸,發生銹蝕時,鐵銹的膨脹會對橡膠層產生擠壓作用,導致橡膠層開裂 。對于這種病害,當檢測到橡膠與鋼板的粘結強度低于 0.4MPa 時,說明橡膠層與鋼板之間的粘結力已嚴重下降,無法保證支座的正常工作,此時需要整體更換支座,以確保結構的安全 。

通過宿遷寶龍城市廣場2#地塊商業街1#2#樓辦公樓橡膠隔震施工,基本解決了隔震橡膠支座施工預埋板質量安裝及混柱帽混凝土澆筑密實度,且對在隔震工程的管理水平和技術水平有了很大的提高,同時對全面質量管理有了更深刻的認識,為以后在隔震建筑施工方面取得了寶貴的經驗,取得了較好的社會和經濟效益。
耐久性好,耐高溫,力學性能受周圍環境溫度影響小。
四氟板式橡膠支座多適用于大跨徑、多跨連續、簡支梁連續板等結構的大位移量的建筑。四氟板式橡膠支座適用于大跨度、多跨連續、簡支梁連續板等結構的大位移量建筑。四氟板式橡膠支座由純聚四氟乙烯板、氯丁橡膠和Q235鋼板硫化粘結而成。四氟板式橡膠支座由上支座板、不銹鋼板、凹氟板式橡膠支座、下支座板和防護罩組成。四氟板與不銹鋼板間應放5201-2硅脂潤滑油。四氟板與不銹鋼板間應放5201一2硅脂潤滑油。四氟滑板支座的安裝施工方法與普通板式支座的安裝方法基本相同,需要注意的就是以上幾點。四氟乙烯板式橡膠支座是在普通板式橡膠支座上粘接一層厚1.5-3MM的聚四氟乙烯板而成。松動螺栓,檢查有無剪斷,清洗上油,以免銹死,然后重新堅固。雖然我們規定大反力,不超過容許承載力的5%,但橡膠支座實際的安全系數一般在5以上。隨后,因更換舊梁及新建工程的需要,太原、上海、濟南、沈陽等鐵路局也都相繼采用了板式橡膠支座。隨著激振頻率的增加,流入橋墩的總功率流逐漸下降,這是由于建筑結構的低通濾波效應。隨著科技的進步、試驗手段的完善以及實際應用檢驗,這些標準都在不斷不斷修訂與完善。隨著我國經濟的高速發展,預計日后仍有更多類型車輛將出現在我國的高速公路和建筑上。
板式橡膠支座設計較盆式橡膠支座、球型支座更簡潔,已成為大跨度建筑結構支座的重要選擇,成功應用于多項大跨度橋梁工程,展現出適配大跨度結構的技術優勢。
材料檢測:橡膠、加勁鋼板及四氟乙烯板等原材料需符合物理機械性能規定。
超轉角的危害:橡膠支座的設計允許轉角一般不超過0.01 rad。一旦超出該范圍,支座將處于非正常的工作狀態,加劇結構安全隱患,可能導致變形失控與結構性損傷。
1981年鐵道科學研究院曾對在安徽固鎮鐵路橋上使用了10年之后取下的支座進行力學性能測定,實測支座〔150MM300MM28MM)抗壓彈性模量E=527MPA,與鐵路標準值670MPA相比抗壓模量還略有下降;剪切模量實測為1.315MPA比理論值1.1MPA增加約19.55%。
隨著工程需求升級,未來可能出現 “多級隔震”(如基礎隔震 + 樓層隔震)、“底盤上部分隔震”(適用于超高層建筑)等組合形式,核心挑戰在于:多隔震層剛度匹配,避免變形集中失衡;長期性能穩定性,需通過加速老化試驗驗證 50 年壽命。

四氟滑板式橡膠支座:通過四氟乙烯板與不銹鋼板相對滑動適應梁體位移,位移量較大,常用于溫度變形顯著的橋梁。 此外,隔震支座采用薄橡膠與鋼板交替疊合的整體硫化結構,可降低地震反應70%~90%,顯著提升結構抗震性能。
預制結構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象,保證荷載有效傳遞。
板式橡膠支座以多層橡膠與鋼板交替疊置為基礎結構,核心通過自身剪切變形適應梁體伸縮位移。安裝前需設置支承墊石,要求梁體底面與墩臺支承墊石頂面平整度達標:墊石長度、寬度宜比支座對應尺寸大 50mm 左右,頂面相對水平誤差不大于 1mm,相鄰墩臺墊石頂面相對水平誤差不大于 3mm。
在建筑工程設計中,結構經濟性優化是一個關鍵環節,對于采用隔震技術的建筑而言,這一優化過程更為復雜且重要。以砌體結構為例,通過對多個實際工程案例的分析發現,當按規范增加 1 - 2 層時,隔震建筑的造價與抗震建筑基本持平 。這是因為雖然隔震技術在前期需要投入一定的成本用于設置隔震支座和相關構造,但隨著建筑層數的增加,上部結構所承受的地震作用通過隔震層的有效隔離而大幅減小,從而在結構設計上可以適當降低構件的尺寸和配筋要求,在一定程度上彌補了隔震技術帶來的額外成本,使得整體造價保持相對穩定 。
曲率半徑:曲率半徑過大可能導致橋板大幅度晃動,增加落梁的概率;曲率半徑過小則會使減震球擺的晃動太小,不利于消耗地震能量。在高速鐵路橋梁摩擦擺支座隔震設計中,應當考慮曲率半徑對梁體位移、支座殘余位移和橋墩內力的影響,再因地制宜選擇合適的曲率半徑。
FPS摩擦擺支座通常由一個上座板、一個下座板以及一個位于兩者之間的球面滑動面構成。上座板與上部結構相連,而下座板則與基礎或地面相連。在地震發生時,上座板相對于下座板在球面滑動面上滑動,產生摩擦耗能,從而減小地震能量對上部結構的影響。
之后又下達了進行圓形板式橡膠支座的試驗研究和對矩形板式橡膠支座的補充試驗研究課題,交通部公路規劃設計院又分別委托鐵道部科學研究院在500T和2000T壓力試驗機上進行了批量圓形、矩形和較大規格的板式橡膠支座試驗,在取得大量可靠試驗數據的基礎上,對原規范中相關矩形板式橡膠支座的一些設計參數進行了修訂,并將圓形板式橡膠支座試驗和對矩形板并于1993年發布了交通行業標準《公路建筑板式橡膠支座》。
在彎、斜橋的使用中優點突出非常明顯知道國標板式橡膠支座需要檢測哪些項目嗎,板式橡膠支座的橡膠拉伸性能(拉伸強度、斷裂伸長率等)、彎曲性能(彎曲強度等)、壓縮性能(永久變形率等)、耐撕裂性能、剪切性能(穿孔剪切、層間剪切、沖壓式剪切)、硬度、耐疲勞性能、摩擦和磨耗性能(摩擦系數、磨耗)、蠕變性能(拉伸、彎曲、壓縮)、動態力學性能(自動衰減振動、強迫振動共振、強迫振動非共振)板式橡膠支座的橡膠燃燒性能主要包括:垂直燃燒、水平燃燒、涂覆織物燃燒性能、氧指數橡膠耐候性(老化、溫度沖擊、耐油等)高低溫溫度快速變化實驗、高低溫恒定濕熱試驗、溫度沖擊試驗、鹽霧腐蝕實驗、紫外光耐候實驗、氙燈耐氣候試驗、臭氧老化試驗、二氧化硫/硫化氫試驗、箱式淋雨實驗、霉菌交變試驗、沙塵實驗、高溫、高壓應力腐蝕試驗機、耐介質(水、各有機溶劑、油)橡膠粘結性能測試硫化橡膠與金屬粘結拉伸剪切強度、剝離強度、扯離強度、硫化橡膠與單根鋼絲粘合強度、硫化橡膠或熱塑性橡膠與織物粘合強度生膠、未硫化橡膠測試門尼粘度、威廉士可塑度、華萊士可塑度、含膠量、灰分、揮發分等測試,其他理化性能:硬度、密度、介電常數、導熱率、蒸汽透過速率、溶脹指數和橡膠化學金屬、硫以及聚合物檢測板式橡膠支座的分類及表示方法根據建筑板式支座的結構型式分類如下:普通板式橡膠支座---TCYB系列球冠圓板式橡膠支座,;GJZ系列矩形普通板式橡膠支座;GYZ系列圓形普通板式橡膠支座、GYZF4系列圓形四氟板式橡膠支座;GJZF4系列矩形四氟板式橡膠支座、TCYBF4系列球冠四氟板式橡膠支座,本產品適用于跨度小于30M、位移量較小的建筑.不同的平面形狀適用于不同的橋跨結構,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.適用于大跨度、多跨連續、簡支梁連續板等結構的大位移量建筑使用。

抗震與減震需求:在高烈度地震區,應優先考慮具有隔震、消能功能的支座,如鉛芯橡膠支座或特殊消能支座。
球冠橡膠支座是在普通板式橡膠支座的頂部用橡膠制造成球形表面,球冠中心橡膠厚為4-8MM,它除了公路建筑板式橡膠支座所具有的所有功能外,通過球冠調節受力狀況,適用于有縱橫坡度的立交橋及高架橋,以適應2%到4%縱橫坡下,其雙林梁與支座接觸面的中心趨于圓形板式橡膠支座的中心。
常溫型支座:適用于-25℃至+60℃的環境溫度范圍。
同步受力:同一片梁的各個支座必須置于同一設計標高平面上,以確保支座均勻受力,嚴格避免支座的偏心受壓、不均勻支承及個別支座脫空等不利現象。
建筑隔震橡膠支座通過在建筑基礎與上部結構之間設置柔性隔震層,有效延長結構的基本周期,避開地震動的主要頻帶范圍,從而顯著降低地震能量的輸入。支座不僅具備豎向承載力大、抗拉力強的特點,還具有優異的彈性復位功能和萬向位移能力,實現"小震不壞、中震不壞或輕度不壞、大震不喪失使用功能"的抗震設防目標。
板式橡膠支座檢驗:其質量檢驗應嚴格遵循公路、鐵路等相關行業的現行標準。
材料標準:橡膠、聚四氟乙烯板、不銹鋼板、鋼件等所有部件的用料必須符合嚴格的質量要求。
2011 年日本 9.0 級地震中,仙臺、福島震中區的眾多隔震建筑(包括超過 100 米的高層隔震建筑)均完好無損,室內設施和物品未發生移位,充分驗證了隔震技術的可靠性。
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