在壓應(yīng)力限值方面,根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別,甲類建筑對(duì)安全性要求極高,其隔震橡膠支座的壓應(yīng)力需嚴(yán)格控制在≤10MPa,以確保在極端地震情況下,支座不會(huì)因壓力過大而發(fā)生塑性變形或破壞,從而保障建筑結(jié)構(gòu)的安全;乙類建筑的壓應(yīng)力限值≤12MPa,在滿足一定安全儲(chǔ)備的同時(shí),兼顧了工程的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性;丙類建筑的壓應(yīng)力限值相對(duì)放寬至≤15MPa,適用于一般性建筑,在保證基本抗震性能的前提下,合理控制成本 。
梁體支座脫空:這是在質(zhì)量檢查中頻繁發(fā)現(xiàn)的問題,在曲線橋和斜交橋中尤為普遍。脫空導(dǎo)致荷載重新分配,嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的正常受力狀態(tài)。
GPZ橡膠支座代號(hào)GPZXXXSX(DX、GD)(F)表示耐寒型,常溫型不表示:SX表示支座類型:XXX用數(shù)字表示豎向承載力單位MN(兆牛,10的6次方);GPZ支座名稱:公路盆式支座橡膠支座適用溫度范圍:A.常溫型支座:適用于-25℃---60℃;耐寒型支座:適用于-25℃---60℃,代號(hào)FGPZ的技術(shù)性能:A.支座豎向轉(zhuǎn)角不小于40。
鉛芯橡膠支座(LRB):在普通橡膠支座基礎(chǔ)上內(nèi)置鉛芯,鉛芯在地震時(shí)發(fā)生塑性變形,吸收并耗散大量地震能量。
銹蝕與偏位:定期清理雜物,檢查防腐措施,偏位時(shí)需復(fù)核安裝精度。
在連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)中,支座布置是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié),它直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)的受力性能和穩(wěn)定性。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范要求,單聯(lián)長度≤200m,跨數(shù)≤6 跨時(shí),橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)相對(duì)較為理想,支座的布置也相對(duì)簡單。當(dāng)超過這一范圍時(shí),就需要對(duì)固定支座位移量進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)算。例如,某連續(xù)梁橋單聯(lián)長度達(dá)到 220m,跨數(shù)為 7 跨,在設(shè)計(jì)過程中,通過有限元分析軟件對(duì)不同工況下的固定支座位移量進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)靠近滑動(dòng)支座的固定支座在溫度變化、混凝土收縮徐變以及車輛荷載等因素的綜合作用下,位移量超出了普通支座的設(shè)計(jì)允許范圍 。針對(duì)這一情況,經(jīng)過結(jié)構(gòu)工程師的反復(fù)論證和計(jì)算,決定在合適位置增設(shè)滑動(dòng)支座,且滑動(dòng)支座間距≤30m。通過增設(shè)滑動(dòng)支座,有效地分擔(dān)了固定支座的位移壓力,使得橋梁結(jié)構(gòu)在各種工況下的位移均能控制在安全范圍內(nèi),保證了橋梁的正常使用和結(jié)構(gòu)安全 。
在橡膠支座的長期使用過程中,由于受到各種復(fù)雜因素的影響,可能會(huì)出現(xiàn)多種病害,這些病害不僅會(huì)影響支座的正常功能,還可能對(duì)整個(gè)建筑或橋梁結(jié)構(gòu)的安全造成威脅。以下是對(duì)一些典型病害的成因分析及解決方案:
近日有與同行探討某隔震方案,說起一個(gè)新的問題,《建筑工程建筑面積計(jì)算規(guī)范》(GB/T50353-201規(guī)定:結(jié)構(gòu)層高在20M及以上者計(jì)算全面積,結(jié)構(gòu)層高不足20M的計(jì)算1/2面積。本條規(guī)定主要是針對(duì)坡地建筑,但有些地方的建設(shè)主管部門理解較為生硬,要求對(duì)獨(dú)立的、除檢修以外并無使用功能的隔震層也套用本條文,導(dǎo)致如果采用隔震技術(shù)建筑面積會(huì)增加的情況出現(xiàn),使項(xiàng)目遭遇困境,這本是不該發(fā)生的故事。

FPS摩擦擺支座是一種有效的結(jié)構(gòu)隔震裝置,能夠顯著提高建筑物和橋梁在地震時(shí)的抗震性能,保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。
在支座正式安裝前,必須對(duì)支座的預(yù)設(shè)安裝位置進(jìn)行精密測(cè)量與復(fù)核。支座安裝基準(zhǔn)面需與支座的滑動(dòng)平面或滾動(dòng)平面保持平行,兩者間平行度偏差應(yīng)嚴(yán)格控制在2‰以內(nèi)。
多層橡膠隔震支座(LRB)由 “多層橡膠 + 加勁鋼板 + 中心鉛芯” 構(gòu)成,功能分工明確:多層橡膠 + 加勁鋼板:承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)豎向荷載(壓縮變形≤橡膠厚度 15%),提供水平彈性恢復(fù)力;鉛芯:剪切變形時(shí)通過塑性變形耗散地震能量(阻尼比 20%-30%),震后通過鉛芯動(dòng)態(tài)恢復(fù)與再結(jié)晶、橡膠剪切拉力共同作用,推動(dòng)建筑自動(dòng)復(fù)位(復(fù)位偏差≤5mm),無需人工干預(yù)。
當(dāng)隔震支座因老化、損傷需更換時(shí),需解決 “頂升過程中支座反彈” 問題:因支座在長期荷載下存在壓縮量(通常 2mm-5mm),頂升時(shí)會(huì)自然反彈,可能增加樓板位移量、損傷混凝土結(jié)構(gòu);應(yīng)對(duì)措施:更換前將支座上下法蘭板用兩塊 Q235 鋼板(厚度 10mm-12mm)對(duì)稱焊接固定,限制反彈位移,待新支座安裝到位后拆除焊接鋼板。
由于目前投標(biāo)多是采取低價(jià)中標(biāo)的政策,所以生產(chǎn)廠家多數(shù)選用天然膠,天然膠比氯丁膠相對(duì)容易老化。由于市場(chǎng)上已有不合格產(chǎn)品,所以一定要堅(jiān)持先檢驗(yàn)后使用的原則,以防患于未然。由于它采用鋼質(zhì)邊梁、鳥形橡膠密封條和錨固構(gòu)件組成。由于條件限制,可能有些原材料不能進(jìn)行全項(xiàng)檢測(cè)。由于下支墩的施工的難度較大,必須對(duì)各工種的施工人員進(jìn)行專門的培訓(xùn),由于這幾種伸縮縫產(chǎn)品主要材料:鋼質(zhì)邊梁:采用16MN鋼軋制,剖面呈C形。由于這種支座在2010年智利大地震中的出色表現(xiàn),現(xiàn)在這家工廠的生意非常好,來自外的定單源源不斷。由于支架基礎(chǔ)均處于河道,地基較為軟弱,承載力低并且不均勻。
橡膠支座作為連接上部與下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件,核心價(jià)值體現(xiàn)在兩方面:減震防護(hù):通過橡膠彈性與滑移副設(shè)計(jì),削弱地震、車輛振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,如隔震支座可使上部結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)降低 60%-80%;變形適應(yīng):適應(yīng)溫度變化(熱脹冷縮)、荷載撓曲(梁端轉(zhuǎn)動(dòng))引起的結(jié)構(gòu)變形,避免附加應(yīng)力導(dǎo)致的構(gòu)件開裂。
隔震層頂板:為保證整體性,隔震層頂板需具備足夠的厚度(規(guī)范建議至少160mm)和較高的剛度與承載力。
對(duì)于T梁等結(jié)構(gòu),在采用盆式橡膠支座時(shí),安裝過程中需在梁端設(shè)置臨時(shí)支撐,防止側(cè)傾。待梁體之間橫向連接構(gòu)件完成焊接并形成整體后,方可拆除支撐體系。

對(duì)橋臺(tái)而言,好讓制動(dòng)力的感化偏向指向河岸,使橋臺(tái)頂部混凝土或漿砌片石受壓,并能失調(diào)有部分臺(tái)后填土壓力根據(jù)上述原則,《鐵路建筑籌算規(guī)定》規(guī)定,固定支座的布置,在坡道上應(yīng)設(shè)在較低的一端,在車站四周,應(yīng)設(shè)在湊近車站的一端,在區(qū)間平道上,應(yīng)設(shè)在重車偏向的前端,當(dāng)上述規(guī)定相互辯說時(shí),則應(yīng)按水準(zhǔn)力感化影響較大的情況設(shè)置裝備裝置,即應(yīng)先不滿坡道上的緊要對(duì)于多跨簡支梁橋,為使縱向水準(zhǔn)力在各敦上均勻分配,不該將兩相鄰的固定支座設(shè)在統(tǒng)一橋墩上對(duì)于公路的多跨簡支梁橋,通常相鄰兩跨的固定支座不布置在統(tǒng)一個(gè)橋墩上,當(dāng)橋墩較高時(shí),為減小水準(zhǔn)感化,可思忖在其上布置相鄰兩跨的活動(dòng)支座,對(duì)于坡道上設(shè)置裝備裝置的橋,也將固定支座布置在較低的墩臺(tái)上,對(duì)格外寬的公路建筑,應(yīng)設(shè)置裝備裝置沿縱向和橫向均能挪動(dòng)的活動(dòng)支座懸臂梁橋的錨固跨也應(yīng)在一端設(shè)置裝備裝置固定支座,另一端設(shè)置裝備裝置活動(dòng)支座,多孔上吊橋掛梁的支座布置和簡支梁雷同連氣兒梁橋每聯(lián)只要一個(gè)固定支座,為防范梁的活動(dòng)端伸縮縫過大,固定支座宜置于每聯(lián)的兩端支點(diǎn)上,如該處敦身較高或因地基受力前提等起因,則應(yīng)思忖規(guī)避,或采納不凡倒敘模范,以避免敦身尺寸過大建筑工程中連續(xù)梁橋支座的不均勻沉降可以采用調(diào)高支座來解決這個(gè)問題。
高速鐵路橋墩抗震與減隔震性能目標(biāo)為明確高速鐵路橋墩的抗震性能,通過對(duì)現(xiàn)有高鐵橋墩試驗(yàn)數(shù)據(jù)及有限元模型分析,得出高鐵橋墩在設(shè)計(jì)地震作用下可能發(fā)生屈服的結(jié)論。依據(jù)我國現(xiàn)行高速鐵路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo),可進(jìn)一步將高速鐵路減隔震建筑的性能目標(biāo)具體化,為高鐵工程隔震設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
研究表明,采用隔震技術(shù)建造的建筑相較于傳統(tǒng)抗震建筑,在保證安全度顯著提升的同時(shí),還能實(shí)現(xiàn)土建造價(jià)的節(jié)約:7度區(qū)節(jié)省3%-6%,8度區(qū)節(jié)省8%-14%,9度區(qū)節(jié)省15%-20%。
橡膠支座更換通常需要頂梁,工程量較大,有時(shí)受施工空間、結(jié)構(gòu)等條件限制,很難實(shí)行。橡膠支座工程施工過程的監(jiān)理雖然對(duì)建筑屋面防水質(zhì)量的影響所占比重不大,但也是必不可少的。橡膠支座工作性能可靠,具有良好的彈性阻尼、可減少動(dòng)載對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)及墩臺(tái)的沖擊作用,改善建筑受力性能。橡膠支座工作性能可靠,優(yōu)越的阻尼,可以減少動(dòng)荷載對(duì)建筑墩臺(tái)結(jié)構(gòu)和沖擊,提高建筑應(yīng)力函數(shù)。
清潔要求:安裝前,必須徹底清除支座鋼板和相關(guān)滑動(dòng)面(特別是不銹鋼板與聚四氟乙烯板的相對(duì)滑動(dòng)面)上的油污、塵土。建議使用丙酮或酒精進(jìn)行清潔,確保無任何防銹油或雜質(zhì)殘留。
盆式橡膠支座:作為新型支座類型,將承壓橡膠塊嵌入鋼制凹形金屬盆,使橡膠處于有側(cè)限受壓狀態(tài),大幅提升承載能力。其活動(dòng)機(jī)理為:利用聚四氟乙烯板與不銹鋼板的低摩擦系數(shù)實(shí)現(xiàn)水平位移,通過盆內(nèi)橡膠的不均勻壓縮適配梁體大轉(zhuǎn)角需求,適配大跨度、高荷載工程場(chǎng)景。
隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,新型橡膠材料如聚醚聚氨酯橡膠正在逐步替代傳統(tǒng)的氯丁橡膠和天然橡膠材料,推動(dòng)了圓盤式橡膠支座等新產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用。
隔震層設(shè)計(jì)模式與技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益:隔震層設(shè)置于地下室以下的 “建筑師模式” 因操作便捷性受行業(yè)青睞:建筑師可簡化設(shè)計(jì)流程,結(jié)構(gòu)工程師工作負(fù)荷降低,適用于主體設(shè)計(jì)與隔震設(shè)計(jì)分工的項(xiàng)目場(chǎng)景,能減少隔震構(gòu)造協(xié)同工作量,實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)高效推進(jìn)。

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。
大型儲(chǔ)油罐:可以幫助減少地震對(duì)儲(chǔ)油罐的影響,降低潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
建筑支座選型需綜合考量多種因素:包括豎向荷載、水平荷載、位移要求、轉(zhuǎn)動(dòng)要求、建筑結(jié)構(gòu)型式、墩臺(tái)與上部結(jié)構(gòu)尺寸、支點(diǎn)數(shù)量、地基條件及基礎(chǔ)沉降可能性等。支座按活動(dòng)特性可分為固定支座(GD)、單向活動(dòng)支座(DX)和雙向活動(dòng)支座(SX),其系列產(chǎn)品具有建筑高度低、摩擦系數(shù)小、承載能力大、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、緩沖性好等優(yōu)點(diǎn)。
橡膠支座技術(shù)推廣意義與市場(chǎng)前景:我國幅員遼闊,多個(gè)省、市位于高烈度地震區(qū),抗震減災(zāi)形勢(shì)嚴(yán)峻,防震、抗震工作任務(wù)繁重。加快橡膠隔震支座技術(shù)的推廣應(yīng)用,尤其是在高烈度地震區(qū)的普及,對(duì)提升建筑工程抗震能力、減少地震災(zāi)害損失具有重要現(xiàn)實(shí)意義。隨著工程建設(shè)對(duì)抗震性能要求的不斷提高,橡膠支座的市場(chǎng)需求持續(xù)增長,應(yīng)用前景十分廣闊。
支座的核心功能是將上部結(jié)構(gòu)反力可靠傳遞至墩臺(tái),同時(shí)完成梁體所需的水平位移與轉(zhuǎn)角變形。其變形能力取決于橡膠的彈性模量與鋼板約束效應(yīng)——膠層較厚時(shí)變形能力增強(qiáng),但需平衡抗壓剛度以避免失穩(wěn)。
隔震體系優(yōu)越性:理論和實(shí)踐均表明,只要一個(gè)隔震體系具備有效的隔震功能,它就能表現(xiàn)出非常明顯的減震能力。與傳統(tǒng)依賴結(jié)構(gòu)構(gòu)件增強(qiáng)來“抵抗”地震的抗震結(jié)構(gòu)體系相比,性能優(yōu)良的隔震體系在保護(hù)上部結(jié)構(gòu)、減小地震響應(yīng)方面具有顯著的優(yōu)越性。
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。
橡膠支座作為建筑結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的功能部件,其設(shè)計(jì)選型、安裝精度與后期維護(hù)共同決定了結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性。在實(shí)際工程中,應(yīng)結(jié)合具體跨徑、位移需求及抗震設(shè)防目標(biāo),合理選擇支座類型并嚴(yán)格執(zhí)行施工與養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn),以確保建筑在各類荷載與變形條件下均能保持良好的工作狀態(tài)。
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