功率流分析應(yīng)用:從結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量傳遞的視角進(jìn)行研究,有助于深入剖析高架橋在縱向振動(dòng)中的能量傳遞路徑,并明確板式橡膠支座各項(xiàng)參數(shù)對(duì)橋梁抗震性能的具體影響機(jī)制。
建筑摩擦擺隔震支座是一種利用單擺原理來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)自振周期,利用球面接觸摩擦滑動(dòng)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(dòng),使結(jié)構(gòu)在地震下免受破壞。
當(dāng)橡膠支座達(dá)到使用年限、出現(xiàn)嚴(yán)重老化、開裂、變形或脫空,或因橋梁改造需要時(shí),需進(jìn)行更換;更換方案需結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)類型、支座型號(hào)及現(xiàn)場(chǎng)施工條件制定,明確頂升設(shè)備、施工流程及安全措施。
板式橡膠支座:構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格經(jīng)濟(jì),內(nèi)部加勁鋼板確保了其豎向承載力,同時(shí)橡膠層提供必要的水平變形能力。鋼板必須符合厚度與材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)過除銹、噴砂處理,以保證與橡膠的牢固粘結(jié)。
比較該支座老化前后的剛度和阻尼性能,并與未老化同型〔批)的橡膠支座進(jìn)行水平極限變形能力變形能力的比較水平剛度等效粘滯阻尼比水平極限變形能力使被試橡膠支座在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壓應(yīng)力作用下,置于100℃的恒溫箱內(nèi)185H(或相當(dāng)于20℃X60年的等效溫度和等!效時(shí)間)后,取出測(cè)其徐變量.板式橡膠支座的疲勞性能豎向剛度先測(cè)被試橡膠支座的豎向剛度、水平剛度、等效黏滯阻尼比;被試橡膠支座在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壓應(yīng)力作用下,按剪應(yīng)變R=50%;頻率F=0.2HZ施加水平荷載150次,并仔細(xì)觀察試驗(yàn)過程中試件應(yīng)無龜裂或出現(xiàn)其他異常現(xiàn)象。
滑動(dòng)機(jī)制處理:對(duì)于需要減少摩擦的滑動(dòng)面,可采用在鋼板接觸面包覆特定潤(rùn)滑材料(如石墨潤(rùn)滑劑)的方式來實(shí)現(xiàn)。
材質(zhì)與工藝保障:內(nèi)部承重鋼板是承載力的核心保障,需嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) —— 厚度達(dá)標(biāo)且采用成品板材,嚴(yán)禁使用折彎板等非標(biāo)材料;鋼板需經(jīng)過除銹、噴砂處理,確保與橡膠層的牢固粘接,避免層間剝離。
摩擦系數(shù):摩擦系數(shù)對(duì)支座的阻尼性能有較大影響,在確定了準(zhǔn)確的曲率半徑基礎(chǔ)上,選取合適的摩擦系數(shù)才能有效地增加建筑的抗震性。

為保障框架梁就位精準(zhǔn),應(yīng)在各跨梁體或蓋梁兩側(cè)支座中心位置進(jìn)行交叉定位,并于梁端標(biāo)定中心線的垂直線。落梁時(shí),須確保梁體標(biāo)記線與墩臺(tái)支座中心線精確重合。
建筑摩擦擺隔震支座具有以下一些特點(diǎn):具有隔震能力,類似于橡膠隔震支座,具有較高的豎向承載能力、較大的水平位移變形能力、自動(dòng)復(fù)位能力及阻尼耗能能力;動(dòng)力特性穩(wěn)定,其自振周期僅與滑動(dòng)表面曲率半徑有關(guān),而與載重?zé)o關(guān),并且滑動(dòng)面由特殊材料制成,具備較低摩擦系數(shù)和高阻尼效果;自動(dòng)復(fù)位能力強(qiáng),能夠依靠其上所承載的重力重新回到平衡位置;質(zhì)量中心和剛度中心重合,可消除結(jié)構(gòu)因質(zhì)心和剛心偏心而導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)影響;構(gòu)造簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,耐久性好,質(zhì)量可靠。在無維護(hù)保養(yǎng)條件下使用年限與建筑物使用年限相同,且力學(xué)性能受周圍環(huán)境溫度影響小。
減隔震摩擦擺支座的另一個(gè)重要機(jī)制是通過球面擺動(dòng)來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期。由于擺的質(zhì)量相對(duì)較大且運(yùn)動(dòng)路徑較長(zhǎng),其自振周期通常大于建筑物的自振周期。這種延長(zhǎng)周期的效果使得建筑物在地震中能夠更好地適應(yīng)地震波的頻率變化,減小了地震對(duì)建筑物的破壞作用。
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,無損傷表現(xiàn),說明支座在震后可繼續(xù)使用,無需更換,降低了后續(xù)維護(hù)成本。
盆式橡膠支座:由鋼構(gòu)件與橡膠組合而成,承載能力高、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,適用于大跨度結(jié)構(gòu)。
其性能卻是其他橡膠支座不能及的。其原因1是由于環(huán)境溫度的變化和混凝土的收縮徐變而導(dǎo)致。其中,盆式橡膠支座3723個(gè),發(fā)現(xiàn)剪切變形2個(gè),支座局部脫空11個(gè),支座錯(cuò)放5個(gè)。其中:FI為質(zhì)點(diǎn)I的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,UI為質(zhì)點(diǎn)I對(duì)應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的位移。其中比較大的因素有:溫度的影響常溫下橡膠支座的剪變模量為1.0MPA,其隨橡膠變冷而逐漸增加。其中隔震裝置的設(shè)計(jì)是隔震設(shè)計(jì)的中心。其中上座板、球冠襯板和下座板多采用鑄鋼材料。氣孔、氣抱:材料攪拌方式及攪拌時(shí)間末使材料拌合均勻;施工時(shí)應(yīng)采用功率、轉(zhuǎn)速不過高的攪拌器。汽車工業(yè)經(jīng)過五的發(fā)展后,無論是車型還是輪重、輪距、軸距均發(fā)生了較大變化。
表5耐久性要求序號(hào)項(xiàng)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%。
建筑摩擦擺支座,也被稱為摩擦擺減隔震支座或摩擦滑移隔震支座,是一種特殊的建筑結(jié)構(gòu)支承裝置。它利用鐘擺原理,通過滑動(dòng)界面的摩擦消耗地震能量,實(shí)現(xiàn)減震功能,并通過球面擺動(dòng)延長(zhǎng)梁體運(yùn)動(dòng)周期,實(shí)現(xiàn)隔振功能。

結(jié)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)沒有足夠的安全儲(chǔ)備。顯然,在對(duì)這座建筑進(jìn)行隔震產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中,并沒有考慮到高架橋?qū)⒊惺艿饺绱舜蟮牡卣饎?dòng)作用,致使整個(gè)隔震系統(tǒng)遭到了完全的破壞。然而,意外的超荷載情況時(shí)有發(fā)生,在建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)中必須充分考慮,并采取必要措施才能滿足人們對(duì)建筑的使用安全要求。顯而易見,連上述各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)都不能滿足,就更談不上安全儲(chǔ)備。
板式橡膠支座的功能延伸:除了作為常規(guī)支承,特別設(shè)計(jì)的板式支座還可用于連續(xù)梁頂推施工、T型梁橫移等場(chǎng)景中,作為滑動(dòng)裝置使用。
已知主梁恒載支點(diǎn)反力Nmin=726KN,必須大于所選規(guī)格支座抗滑最小承載力273KN,確保全部滿足抗滑穩(wěn)定性要求。
建筑結(jié)構(gòu)在外界特定溫度環(huán)境,梁體內(nèi)部溫度分布不均勻,梁體端部在材料熱性能的變化下產(chǎn)生角變位。建筑盆式橡膠支座防水層表面不應(yīng)有積水和滲水的現(xiàn)象。建筑上部為連續(xù)結(jié)構(gòu)的,梁體頂升時(shí)的差異變位會(huì)產(chǎn)生上部結(jié)構(gòu)的二次內(nèi)力,影響粱體結(jié)構(gòu)的安全。建筑上之所以使用橡膠支座,是因?yàn)橄鹉z支座具有它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),以使其與建筑非常的匹配。建筑伸縮縫在安裝前應(yīng)根據(jù)實(shí)際溫度按照紙?jiān)O(shè)計(jì)中的計(jì)算公式調(diào)整組裝定位值,用專用卡具將其固定。建筑橡膠支座是在橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺(tái)的支承處設(shè)置的傳力裝置。建筑橡膠支座系統(tǒng)作為高速鐵路建筑的重要組成部分,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著非常重要的影響。建筑支座按其作用可分為固定支座和活動(dòng)支座兩大類。建筑支座必須滿足以下功能要求。建筑支座不能正常滑動(dòng):墩頂落有大量的混凝土垃圾,不銹鋼板銹蝕,摩阻力變大。
基礎(chǔ)隔震技術(shù)是用水平力很柔的隔震元件將上部建筑與基礎(chǔ)隔離,由于隔震層的剛度很小,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí),隔震層將發(fā)揮隔的作用,承受地震動(dòng)引起的位移運(yùn)動(dòng),而上部結(jié)構(gòu)只作近似平動(dòng)。原來的剛性抗震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)是放大晃動(dòng)型,而基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)只是抗震結(jié)構(gòu)的1/4-1/12,大大提高了結(jié)構(gòu)的安全度。抗震結(jié)構(gòu)的層間位移大,所以造成建筑的開裂、破壞甚至倒塌。基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的層間變形很小,這樣不僅建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)破壞,而且建筑內(nèi)的裝修、設(shè)施也保持完好。2004-10-2714:38:27
全面檢查:應(yīng)定期檢查支座是否出現(xiàn)老化、開裂、過大的壓縮或剪切變形,以及各層鋼板之間的橡膠層外凸是否均勻。
雙向滑動(dòng)支座的豎向承載力范圍廣泛,從 800KN 到 60000KN,能夠適應(yīng)各種規(guī)模的橋梁結(jié)構(gòu)。其轉(zhuǎn)角能力≥0.02rad,確保橋梁在受到溫度變化、車輛荷載等因素影響時(shí),能夠順暢地進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),避免結(jié)構(gòu)因應(yīng)力集中而受損。位移能力方面,它可以實(shí)現(xiàn) ±50 - ±300mm 的位移調(diào)節(jié),為連續(xù)梁橋、寬橋等結(jié)構(gòu)在水平方向的伸縮提供了充足的空間,有效保障了橋梁的安全和正常使用。
在我國(guó),云南省因地震頻發(fā)成為建筑減隔震技術(shù)推廣應(yīng)用的重點(diǎn)區(qū)域,當(dāng)?shù)貙W(xué)校、幼兒園等建筑已全面采用減隔震技術(shù),相關(guān)要求可參考云南省住建廳《關(guān)于明確隔震減震建筑工程有關(guān)問題的通知》(云建震 2017-294 號(hào)),文件對(duì)技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)作出了明確規(guī)范。減隔震技術(shù)的核心載體之一為建筑支座,其性能與運(yùn)維直接影響工程抗震效果,本文將圍繞橡膠支座的特性、施工、病害及問題處置展開闡述。

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(zhǎng)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(shí),隔震裝置如打太極般將強(qiáng)烈的地面運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為緩慢的平動(dòng),從而保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)不受嚴(yán)重破壞。
導(dǎo)槽式活動(dòng)橡膠支座:TPZ、GPZ 等系列均屬于兩側(cè)導(dǎo)槽式類型,在多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)中使用時(shí),日照溫度應(yīng)力易引發(fā)梁體側(cè)彎,進(jìn)而使兩側(cè)導(dǎo)槽式單向活動(dòng)支座產(chǎn)生約束力;而中間導(dǎo)槽式單向活動(dòng)支座可通過中間導(dǎo)槽帶動(dòng)支座中間鋼襯板做少量轉(zhuǎn)動(dòng),緩解側(cè)彎帶來的約束影響。
支座就位是一個(gè)關(guān)鍵步驟,滑移面的清潔和潤(rùn)滑直接影響到支座的滑動(dòng)性能。在安裝前,需用丙酮對(duì)滑移面進(jìn)行仔細(xì)清潔,去除表面的油污、灰塵等雜質(zhì),確保滑移面的潔凈。然后注滿 5201 硅脂,用量≥200g/㎡,硅脂具有良好的潤(rùn)滑性能和抗老化性能,能夠大大降低支座滑移面之間的摩擦系數(shù),保證支座在水平位移時(shí)的順暢性 。地腳螺栓孔采用高強(qiáng)無收縮砂漿灌注,這種砂漿具有早期強(qiáng)度高、無收縮等優(yōu)點(diǎn),能夠確保地腳螺栓與基礎(chǔ)之間的牢固連接,防止在使用過程中出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。螺栓緊固力矩需按型號(hào)嚴(yán)格控制,以 GPZ2000 支座為例,力矩≥300N?m,通過精確控制螺栓緊固力矩,保證支座在安裝后能夠穩(wěn)定地工作,承受橋梁結(jié)構(gòu)傳來的各種荷載 。
板式橡膠支座承壓后側(cè)面波紋狀凹凸現(xiàn)象由于板式橡膠支座是由多層橡膠與多層鋼板交替平行疊置并通過硫化工藝相互粘連制成,橡膠層的厚度和鋼板的厚度由板式橡膠支座的規(guī)格及形狀系數(shù)確定,板式橡膠支座的單層橡膠厚度大致分為:5㎜、8㎜、11㎜、15㎜、18㎜,板式橡膠支座的單層鋼板厚度大致分為:2㎜、3㎜、4㎜、5㎜。
作為監(jiān)理人員,在防水材料進(jìn)場(chǎng)時(shí),不僅要檢查材料的合格證,同時(shí)還要與施工人員一起見證取樣,并進(jìn)行復(fù)驗(yàn),復(fù)驗(yàn)合格方可使用;另外,在進(jìn)行防水施工時(shí),監(jiān)理人員應(yīng)采取旁站、巡視、抽檢等方式相結(jié)合的方式進(jìn)行監(jiān)督檢查,板式橡膠支座,對(duì)于不合格的節(jié)點(diǎn)應(yīng)及時(shí)責(zé)令施工人員進(jìn)行補(bǔ)救,嚴(yán)重時(shí)甚至可以使其重新施工。
隔震支座的施工方法:混凝土澆筑法和灌漿料填充法是隔震支座施工過程中的兩種常見方法。混凝土澆筑法施工精度較難控制,可能對(duì)隔震支座產(chǎn)生擾動(dòng),而灌漿料填充法則具有流動(dòng)性好、填充密實(shí)的優(yōu)點(diǎn),適用于隔震支座與下部結(jié)構(gòu)之間的間隙填充。
溫度影響:在支座設(shè)置與使用過程中,環(huán)境溫度是一個(gè)至關(guān)重要的因素。溫度變化會(huì)引起結(jié)構(gòu)的伸縮,直接影響支座的位移量,因此在設(shè)計(jì)與施工中必須予以充分考慮。
局部承壓處理:在安裝T型建筑時(shí),若橡膠支座寬度小于梁底寬度,必須在支座與梁底之間加設(shè)尺寸大于支座的鋼筋混凝土墊塊或厚鋼板作為過渡層,以此擴(kuò)大承壓面積,避免支座局部應(yīng)力集中,形成不均勻受壓。
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