在橋梁工程中,支座作為連接上部結(jié)構(gòu)與下部墩臺的關(guān)鍵傳力部件,其性能直接影響橋梁的安全、耐久與使用功能。本文系統(tǒng)梳理了板式橡膠支座、盆式支座、球型支座及隔震支座等主流類型的技術(shù)特性、工作原理與核心應(yīng)用要點,旨在為相關(guān)工程實踐提供清晰的技術(shù)參考。
研制、生產(chǎn)的產(chǎn)品有預(yù)應(yīng)力智能張拉設(shè)備(數(shù)控張拉設(shè)備)、智能壓漿設(shè)備、智能自動連續(xù)頂推千斤頂、智能自動連續(xù)提升千斤頂、前卡張拉千斤頂、張拉千斤頂設(shè)備、超高壓張拉油泵、頂舉千斤頂、頂管千斤頂、超薄型扁形千斤頂(支座更換千斤頂)、精扎螺紋錨張拉千斤頂、靜載試驗千斤頂、擠壓機(jī)、鐓頭器、預(yù)應(yīng)力真空泵、自動泵站、壓漿泵、波紋管機(jī)、預(yù)應(yīng)力工作工具錨具、固定端P型錨具、精扎螺紋鋼錨具、冷鑄鐓頭錨具、體外索錨具、低回縮錨具、連接器錨具、巖土錨具、巖錨隔離支架、預(yù)應(yīng)力波紋管等四百多個品種規(guī)格,廣泛應(yīng)用于建筑、高鐵、高層建筑、市政工程、水電站等工程領(lǐng)域。
按照設(shè)計要求,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)計要求,對支座的配套鋼板進(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號線概況案列參考:減隔震技術(shù)項目凹凸不超過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,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,以承受支座受壓時的水平拉力。
鋼筋穿越柱帽節(jié)點區(qū)時,如兩側(cè)梁底縱筋同直徑同方向,可在一側(cè)縱筋延伸至受力較小區(qū)域(如距支座1/4跨度處),與另一側(cè)采用機(jī)械連接,以控制接頭比例(一般≤50%),優(yōu)化節(jié)點區(qū)鋼筋密度。
豎向承載能力高:相比其他支座,摩擦擺支座可承受更大的豎向荷載。
相較于傳統(tǒng)鋼支座、球冠圓板支座等類型,橡膠支座具有顯著技術(shù)優(yōu)勢:適配性廣:不受建筑縱橫坡角度限制,可根據(jù)工程縱橫坡角度精準(zhǔn)制造,大幅簡化設(shè)計與施工流程,有效避免梁、支座、墩臺三者間的脫空現(xiàn)象,尤其適用于寬橋、曲線橋、斜橋等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
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。
該支座的結(jié)構(gòu)通常由上下兩部分組成,上部連接橋梁或建筑物,下部連接基礎(chǔ)或橋墩,中間通過鋼板和軸承實現(xiàn)連接,同時在鋼板和上、下部之間設(shè)置了摩擦體,形成一定的摩擦阻力。

隔震橡膠支座材料進(jìn)場需提供完整的合格證明與檢驗報告。外觀檢驗采用目視檢查結(jié)合直尺測量的方法,按照規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。同型產(chǎn)品通常以單棟建筑為單位作為檢驗批次。
基礎(chǔ)參數(shù)(補(bǔ)充完善):荷載等級:100kN-10000kN,覆蓋中小跨徑(≤30m)至大跨度(≤50m)結(jié)構(gòu);滑板規(guī)格:聚四氟乙烯板厚度 1.5mm-3mm(常用 2mm),表面粗糙度≤0.8μm,配套梁底不銹鋼板(厚度 2mm-3mm,鏡面拋光,Ra≤0.2μm);形狀系數(shù):第一形狀系數(shù) S?≥15,第二形狀系數(shù) S?≥5,確保豎向剛度與水平變形平衡。
隔震技術(shù),又稱基礎(chǔ)隔震,指在建筑上部結(jié)構(gòu)與下部基礎(chǔ)之間設(shè)置柔性隔震層(通常為橡膠隔震支座),通過延長結(jié)構(gòu)自振周期并耗散地震能量,大幅降低輸入到上部結(jié)構(gòu)的地震力。其核心理念可形象理解為“以柔克剛”——在地震來臨時,隔震裝置如打太極般將強(qiáng)烈的地面運(yùn)動轉(zhuǎn)換為緩慢的平動,從而保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)不受嚴(yán)重破壞。
變形協(xié)調(diào)能力強(qiáng):通過橡膠層的彈性變形與剪切變形,可適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動及溫度伸縮變形,增強(qiáng)梁與橋墩的水平向聯(lián)結(jié),使活動墩共同受力,減小固定墩承受的荷載,提升結(jié)構(gòu)整體抗震性能。
盆式橡膠支座:將橡膠塊放置于鋼制盆腔內(nèi),通過橡膠的三向受壓狀態(tài)來提供更高的承載能力。適用于大跨徑、大反力的建筑,如大型拱橋、斜拉橋和懸索橋。其安裝常采用焊連方式,需在上下部結(jié)構(gòu)中預(yù)埋大于支座頂?shù)装宓匿摪宀⒖煽垮^固。
盆式橡膠支座:承載能力更強(qiáng),適用于大跨度、大荷載工程場景,其構(gòu)造設(shè)計可有效應(yīng)對復(fù)雜受力狀態(tài),但對安裝精度和基層條件要求更高。
成本與效益平衡:采用隔震技術(shù)雖會增加支座與裝置的直接成本,但因此可降低上部結(jié)構(gòu)地震作用,減小梁、柱截面尺寸,節(jié)約鋼材與混凝土用量,整體工程造價未必增加,長期安全效益顯著。
橡膠支座的選擇是一個綜合性的技術(shù)決策過程。工程師需根據(jù)項目的具體荷載、位移、轉(zhuǎn)角、抗震設(shè)防烈度及經(jīng)濟(jì)性要求,在普通板式、四氟滑板式、球冠圓板式、盆式及鉛芯隔震支座等類型中作出精準(zhǔn)選擇。一個性能優(yōu)良、匹配恰當(dāng)?shù)南鹉z支座,是保障工程結(jié)構(gòu)安全與長壽的基石,堪稱“一生的選擇”,不容絲毫馬虎。

板式橡膠支座:依靠橡膠片的剪切變形來適應(yīng)梁體的位移,并通過橡膠的壓縮來承受荷載。它進(jìn)一步細(xì)分:
隔震裝置四項基本特性(確保減震效果):水平剛度低:使結(jié)構(gòu)自振周期遠(yuǎn)離場地地震周期(通常延長至 2-3s),避免共振;豎向剛度高:承受上部結(jié)構(gòu)豎向荷載,壓縮變形≤橡膠厚度的 15%;大水平變形能力:剪切應(yīng)變≥250%,適應(yīng)強(qiáng)震下的水平位移;足夠阻尼比:通過橡膠內(nèi)摩擦或鉛芯(LRB 支座)耗散地震能量,阻尼比≥5%。
具備自復(fù)位能力:可依靠上部結(jié)構(gòu)所承載的重力重新回到平衡位置。
基于性能的高層建筑抗震設(shè)計方法及時清除支座周圍的垃圾雜物,冬季清除積雪和冰塊,保證支座正常工作。極限抗壓強(qiáng)度:檢測產(chǎn)品承載力儲存模量(關(guān)鍵項)即使在計算出了溫差后,也還要把一些不可估量的因素計算進(jìn)去。計入汽車制動力時大位移量為24.5MM,大于16.5MM。記者從市路政局了解到,上海高架快速路防撞墻伸縮縫正在進(jìn)行統(tǒng)一改造。
多個實際地震案例充分證明了橡膠支座的抗震有效性:實例一:在某7級地震中,采用傳統(tǒng)設(shè)計的多數(shù)醫(yī)院建筑遭到嚴(yán)重破壞而無法正常使用,而采用隔震技術(shù)的醫(yī)院建筑在地震中保持完好,成為重要的救災(zāi)中心,為震后救援工作提供了關(guān)鍵支撐。實例二:在某9.0級特大地震中,位于震中區(qū)域的隔震建筑均保持結(jié)構(gòu)完好,室內(nèi)設(shè)施和設(shè)備甚至沒有出現(xiàn)明顯移位,其中還包括超過100米的高層隔震建筑,充分驗證了隔震技術(shù)的可靠性。
降低損失:通過摩擦擺支座的減震和縮短回復(fù)時間等作用,可以在自然災(zāi)害中降低建筑結(jié)構(gòu)的損失,減少人員傷亡。
建筑摩擦擺隔震支座是一種利用單擺原理來延長結(jié)構(gòu)自振周期,利用球面接觸摩擦滑動來消耗能量的減隔震裝置。它通常設(shè)置在上部結(jié)構(gòu)(如建筑物的梁、板等)與下部結(jié)構(gòu)(如橋墩、基礎(chǔ)等)之間,通過“軟連接”的方式,減小傳遞到結(jié)構(gòu)中的側(cè)向力和水平振動,使結(jié)構(gòu)在地震下免受破壞。
預(yù)埋構(gòu)件安裝要求:建筑隔震橡膠支座柱頭鋼筋密集,設(shè)計與綁扎鋼筋時需為預(yù)埋錨筋(套筒)預(yù)留安裝空間,預(yù)留尺寸需嚴(yán)格遵循支座設(shè)計圖紙要求;預(yù)埋錨筋(套筒)長度需滿足規(guī)范構(gòu)造設(shè)計,確保深入鋼筋籠內(nèi)部,保障連接可靠性。

非加勁支座(僅一層橡膠構(gòu)成,無鋼板加勁)的特性與適用范圍:優(yōu)勢:水平位移能力強(qiáng)(剪切應(yīng)變可達(dá) 400%),適應(yīng)小荷載結(jié)構(gòu)的水平變形需求;局限:豎向壓縮變形大(豎向剛度僅為加勁支座的 1/10~1/5),橡膠側(cè)向膨脹明顯(四周凸突高度>橡膠厚度的 30%),易因拉伸變形導(dǎo)致應(yīng)力老化,僅適用于荷載≤50kN、跨度≤6m 的小型結(jié)構(gòu)(如人行天橋、小型蓋板涵)。
豎向剛度:該支座的豎向壓縮剛度較高,但拉伸剛度較低,約為壓縮剛度的1/7~1/10。
機(jī)械性能(含沖擊韌性 AKV 值)需采用隨爐試棒檢驗,每爐配制兩套試棒(每套含拉伸試棒、沖擊試棒各 3 根):第一套由鑄件廠測試,提供抗拉強(qiáng)度(≥400MPa)、屈服強(qiáng)度(≥235MPa)、伸長率(≥22%)、沖擊韌性(-20℃時 AKV≥34J)報告;第二套由支座生產(chǎn)廠家復(fù)測,復(fù)測合格率需 100%,若單根試棒不達(dá)標(biāo)需加倍取樣,仍不達(dá)標(biāo)則該爐鑄件報廢。
墊石破損:及時修復(fù)混凝土破損,避免應(yīng)力集中。
據(jù)專業(yè)評估,通過在基礎(chǔ)層設(shè)置隔震支座,可將上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)降低 60% - 80%,這意味著隔震技術(shù)能夠大幅減輕地震對建筑主體結(jié)構(gòu)的損傷。智利 8.8 級地震的這一實例,以直觀且震撼的方式向世界證明了隔震技術(shù)在提升建筑抗震能力方面的顯著成效,為全球范圍內(nèi)推廣和應(yīng)用隔震技術(shù)提供了極具價值的實踐經(jīng)驗。
加勁鋼板規(guī)格:夾層鋼板厚度直接影響支座性能,鋼板越厚,屈服強(qiáng)度及允許位移量越大,通常選用 2-4mm 厚鋼板,需與橡膠層緊密粘合,確保整體受力均勻。
加勁鋼板的作用:鋼板主要承擔(dān)壓力,限制橡膠層的側(cè)向膨脹,從而極大地提高了支座的豎向剛度和抗壓承載力。夾層鋼板的厚度(T,通常為2~4mm)是一個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)。鋼板的破壞(如斷裂)是橡膠支座失效的重要模式之一。鋼板越厚,其屈服強(qiáng)度和發(fā)生屈服的位移量越大,支座的承載能力和變形能力也相應(yīng)增強(qiáng)。
LRB系列鉛芯隔震橡膠支座的地震水平載荷傳遞過程是墩臺→錨桿→下連接鋼板→剪切鍵→下封板→橡膠、鉛芯、加勁鋼板疊層結(jié)構(gòu)→上封板→剪切鍵→上連接鋼板→上預(yù)埋鋼板→通過錨桿傳遞到梁體。
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