密贴检查:支座安装后,应保证其上下表面与梁底和墩顶支承面全部密贴。
中小地震隔震效果:对中小地震的隔震效果相对欠佳。
盆式橡胶支座安装准备①盆式支座下面建议设置支承垫石,并按支座底板地脚螺栓间距与底柱规格预留螺栓孔位置,要求支承垫石表面平整,施工时支承垫石顶面的标高要注意预留支座底板下环氧砂浆垫层厚度,支座底板以外垫石做成坡面,以防积水。
隔震效果好:通过球面滑动面的摩擦耗能机制,能够显著减小地震能量向上部结构的传递,降低建筑物的震动响应。
转角与状态控制:在设计和施工中,必须采用正确的方法,确保橡胶支座的转角始终在其设计允许范围内,保证其处于预期的、合理的受力状态。
为了隔离竖向震(振)动,对于隔震(振)体系,则要求隔震(振)装置具有合适的竖向刚度,使隔震(振)体系的竖向自振周期远离上部结构的自振周期及场地(或振源)的特征周期(或激振周期)从而明显有效地隔开竖向震(振)动,降低上部结构的震(振)动反应。
活动支座更换安装前,清洗滑移面,在储油槽内注满清洁的硅脂类润滑剂。活动支座上、下支座板顺桥方向的中心线应重合,其交角不得大于5′;RAD。活动支座又可分为单向活动支座(仅提供纵向的自由移动)和双向活动支座(纵向、横向均可自由移动)。活动支座又可分为多向活动支座(纵向、横向均可自由移动)和单向活动支座(仅一个方向可自由移动)。或者是因为施工不当而引起的建筑盆式橡胶支座的非正常性约束。或者说支座的钢板,因为重力太大,而发生了不同程度上的翘曲。基本思想是:对于使用年限中遭遇可能性大的地震(地表加速度为80-100GA采用许用应力设计法。基础侧模可在模板外设立墩、台、梁的侧模可设拉杆固定。基础大体积混凝土的施工要求;基础隔震技术对低层多层建筑为适合,隔震建筑的房屋高度和层数应符合有关设计技术规范中的相应规定。基础梁可按相应图集表示。基础平面图及详图:应表达钢柱的平面位置及其与下部混凝土构件的连结构造详图。基础下是否发生不许可的冲刷或淘空现象,扩大基础的地基有无侵蚀。基础置于其上将产生较大的不均匀沉降量。基坑、承台坑回填要求;基于此,橡胶止水袋被广泛应用于污水处理厂、水厂、拦水坝、水电站等地下混凝土伸缩缝。
橡胶支座作为连接桥梁、建筑上部结构与下部基础的关键传力部件,其性能直接关系到结构的安全、耐久与抗震能力。本文系统梳理了橡胶支座的核心技术要点,旨在为工程设计与施工提供清晰的参考。
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对于地震作用,传统的结构设计采用的对策是“抗震”,即主要考虑如何为结构提供抵抗地震作用的能力。通过正确的“抗震”设计可以保证结构的安全,防止结构的倒塌,而结构构件的损伤是不可避免的。而橡胶隔震支座技术就是一种简便、经济、的工程抗震手段。
安装前检查,需对梁体底面、墩台支承垫石平整度与平行度进行复核,确保支座安装面与滑动面平行度偏差≤2‰,防止支座扭曲及应力集中。
摩擦摆支座按照曲率可分为单摆和复摆结构。单摆结构中间球冠衬板上下曲率相差较大,一般以较大曲率半径为设计基准;而复摆结构衬板曲率接近或者相等,其上下尺寸近似相等,安装相对容易,但高度较高。对于周期较大、综合位移较大的参数,采用复摆结构较好;而对于周期较小的结构,单摆结构重量较轻,高度小。
支座安装后,滚动和滑动平面应水平,其与理论平面的斜度不大于2‰。支座安装前方可开箱,并检查支座各部件及装箱清单,支座安装前不得随意拆卸支座。支座安装前应对活动支座顶、底板的相对位置进行检查。支座安装前应将墩、台支座支垫处和梁底面清理干净。支座安装前应向工人讲明橡胶隔震支座的构造及对结构的重要性,不得损坏隔震支座及配件。支座安装时,应按照设计纸要求,在支承垫石和支座上均标出支座位置中心线,以保证支座准确就位。支座安装时,应防止支座出现偏压或产生过大的初始剪切变形。支座变异系数仅在内力计算时考虑,对作用输入进行放大;支座储存在干燥、通风、无腐蚀性气体、无阳光(紫外线)照射并远离热源的场所,不得淋雨。支座弹性模量与形变模量的大小直接放映板式橡胶支座的压缩变形值与支座适应梁的转角的能力。
隔震效果好:通过摩擦耗能机制,能够显著减少建筑物或桥梁在地震中的响应,降低结构损伤和人员伤亡风险。
橡胶支座的技术参数与应用要求已被纳入多项国家规范,如《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》《铁路桥涵设计规程》(TBJ2-85)及《铁路建筑板式橡胶支座技术条件》(TB/T1893-87)等,为工程设计、施工及质量验收提供了明确依据。
待下支墩混凝土达到75%设计强度后,将预埋件螺孔清理干净,涂上黄油。用高强螺栓将下连接板牢固地与下预埋板连接。高强螺栓的拧紧过程应分为初拧、复拧、终拧三个阶段,并在同一天完成。螺栓连接时,严禁用锤敲打等破坏方法强行穿入螺栓,另外要保持构件摩擦面的干燥,严禁雨中作业。橡胶隔震支座上连接板上的螺栓孔以及吊装螺孔用腻子封堵,抹平。
支座抗滑稳定性:橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数(干燥状态约 0.6)大于其与钢板表面的摩阻系数(约 0.3),因此无水平大位移需求的结构(如简支梁桥固定墩),支座可不设钢板,直接置于混凝土垫石上,提升抗滑稳定性;
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在盘式支座中使用的聚四氟乙烯滑板的使用应力,应考虑支座可能发生局部脱空时的应力集中影响,使用应力应下调75%O盘式支座的抗剪机构应能传递上、下钢板之间的水平力,它应能承受任何方向的设计剪力或设计竖向荷载10%的水平力。
隔震原理落地:隔震层通过 “小水平刚度” 使结构自振周期延长至 2~3s(远离多数场地周期 0.3~1.5s),避免共振;地震时变形集中于隔震层(占总变形的 80% 以上),通过橡胶剪切、铅芯屈服耗散 80% 以上地震能量,上部结构基本保持弹性。
特殊防护:在涉及体系转换或焊接作业时,需对支座(如带有聚四氟乙烯板的支座)采取有效的隔热措施,防止高温损坏橡胶和塑料部件。
在求得支座上所承受的竖向力和水平力、位移和转角后,选定支座各部位尺寸并进行强度、稳定性等理论计算。在柔性墩结构中,相应的橡胶支座按水平荷载的分配来选择。在上述的板式橡胶支座表面粘覆一层厚2MM-3MM的聚四氟乙烯板.就制作成聚四氟乙烯滑板式橡胶支座。在上支座板上设置导向槽或导向环来约束支座的单向或多向位移,可以制成球形单向活动支座和固定支座。在设计中应遵守以下原则:1.板式橡晈支座的容许压应力力8MPA,小压应力为2MPA。在设置的时候也一定要请专业的工作人员来设置、安装。在伸缩装置的钢质边梁外侧的锚固件,与梁端预埋钢筋相焊接,浇筑高强度混凝土过渡段后,同梁体连结。
隔震效果好:通过球面滑动面的摩擦耗能机制,能够显著减小地震能量向上部结构的传递,降低建筑物的震动响应。
橡胶支座自身的转动性能是其关键力学特性之一,主要取决于使用状态下的竖向压缩变形量。该变形量的大小直接受支座的设计应力、内部橡胶层的总厚度以及材料的抗压弹性模量这三个核心参数的综合影响。
隔震技术应用设计原则:采用隔震设计的建筑,其最终实现的抗震性能不应低于按传统抗震设计方法所能达到的性能水平。
国内:2012-2020 年橡胶支座需求年均增长 8%-10%,主要驱动力为地震高发区公共建筑隔震改造(如云南、四川)及高速铁路建设(可调高支座需求增加)。
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竖向极限拉应力测试:通过仅施加轴向拉力并缓慢分级加载至破坏,可测得支座的竖向极限拉应力,为设计提供依据。
铅芯橡胶支座(LRB)在天然橡胶支座的基础上进行了创新,在橡胶层中巧妙插入铅芯。铅芯的加入犹如为支座注入了强大的 “能量吸收器”,使支座的阻尼比大幅提升至 15% - 20%。这种增强的阻尼性能,使得铅芯橡胶支座不仅能够像天然橡胶支座一样承担上部结构的竖向荷载、延长结构周期,还能在地震发生时,通过铅芯的剪切屈服和耗能作用,有效地吸收和耗散地震能量。同时,它具备一定的初始水平刚度,能够抵御日常荷载和制动荷载的作用,在地震后还能凭借其良好的复位功能,使建筑结构迅速恢复到初始位置。鉴于其出色的抗震性能,铅芯橡胶支座广泛应用于医院、学校、政府办公楼等对安全性要求极高的重要建筑,为这些关键设施在地震中的安全提供了坚实保障。
基于盆式橡胶支座在公路建筑的广泛使用,为了确保其使用质量和稳定性,橡胶支座的设计必须按照设计规范严格计算,并在安装时应严格按照设计纸进行正确安装,使支座整个平面均匀承压,橡胶支座与上下结构之间接触紧密,从而实现延长公路建筑的使用寿命。
其隔震原理是通过支座的摆动,延长下部结构的自振周期,实现隔震功能。周期一般为桥梁固有周期的2倍以上,通常在2秒至6秒之间,以避免周期太大难以复位或周期太小导致梁体升高偏大。同时,通过滑动界面的摩擦消耗地震能量,实现减震功能。
智能支座系统的出现,为建筑和桥梁结构的安全监测与维护带来了革命性的变化。集成形状记忆合金(SMA)元件的智能支座,具备卓越的主动复位功能。在地震等灾害发生后,SMA 元件能够迅速响应,通过自身的形状变化,使支座自动复位,复位精度可达≤2mm,确保结构在震后能够尽快恢复正常使用状态 。
基础隔震技术适用范围很广,尤其适用于量大面广的中、低层砖混房屋和钢筋混凝土房屋建筑。在高烈度地震区,采用基础隔震技术建造的房屋,可以突破现行抗震规范中对房屋层数的限制,在保证高度比的前提下可以加高一两层,这样可以增大建筑物的容积率,节省建设用地,提高土地利用率。在中、低烈度地震区,采用隔震技术,投资可能会稍有增加,但建筑的品质与往日的相比已不可同日而语,更重要的是其产生的社会效益无法估量。
建筑隔震技术原理:通过在结构底部或层间设置隔震支座(如橡胶隔震支座),可大幅延长结构的基本自振周期,使其避开地震动的卓越周期区域,从而显著降低上部结构的地震反应,确保主体结构在地震中维持弹性工作状态。此项技术使结构设计对于传统的高度限制、安全距离等约束条件得以适当放宽,尤其适用于高层建筑的减震需求。
板式橡胶支座的检验项目按本标准的要求逐项检验按表2和表3外部项目进行检查时,如有一项不符合标准要求,则该件产品应判为不合格产品,不得出厂;按表4中的竖向刚度、水平刚度、屈服后水平刚度〔有芯型)、等效黏滞阻尼比项目进行抽检时,如有一项不符合标准要求,对同批产品加倍抽样对不合格项目复检,如仍有不合格项目时,则该批产品应判为不合格产品,不得出厂。
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