设计转角:支座的设计必须考虑梁体在荷载下发生的转角。若支座总厚度增加,可能导致其抗压弹性模量增大,从而使竖向压缩变形减小,此时需按不脱空条件重新校核,这可能会降低设计允许转角值。
隔震技术适用于各种结构型式,从钢筋混凝土结构到钢结构,从普通住宅到大跨度结构,从建筑到建筑,适用性极广。云南机械科技有限公司专门为广大客户提供建筑隔震橡胶支座。我公司具有专业成熟的减、隔震技术分析与咨询团队,可提供减、隔震产品研发及生产、产品检测、产品指导安装及更换,地震监测,售后服务等成套技术服务。
支座垫石的施工质量同样至关重要。最佳施工方案是与盖梁同步施工,这样既能保证支座垫石的充分养护时间,又能有效控制表面平整度。施工期间应对垫石表面采取妥善保护措施,避免外部冲击或过早承重导致表面损坏。
盆式橡胶支座:将橡胶体密封于钢盆内,承载能力高,转动性能灵活,适用于大跨径或重载工程。
待下支墩混凝土达到75%设计强度后,将橡胶隔震支座按型号分类摆放,利用塔吊将支座吊至相应的支墩上,然后使用葫芦吊和简易钢架吊起支座并安装到位。并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。
LRB系列铅芯隔震橡胶支座是按照国家及行业相关标准,同时参考欧洲标准研制开发的桥梁标准构件产品。该产品分为矩形和圆形两种类型,适用于8度及8度以下地震区各类公路及市政桥梁。
梁体支座脱空:这是在质量检查中频繁发现的问题,在曲线桥和斜交桥中尤为普遍。脱空导致荷载重新分配,严重影响桥梁结构的正常受力状态。
四氟乙烯板(PTFE 板)与不锈钢滑板表面需无刮痕、撞伤、凹陷等缺陷,组装前需用丙酮清洁表面,组装后四氟板与不锈钢板贴合面积需≥95%,确保滑移顺畅。
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一般来说,隔震建筑隔震层的抗拉能力比较薄弱,根据剪切型结构的特点,为了保证隔震结构的稳定性,确保隔震结构的抗倾覆能力及地震时有效防止上部结构与隔震层之间的脱离,应对隔震结构的高宽比加以控制。隔震结构的高宽比应满足下表的要求。当高宽比不满足要求时,应进行罕遇地震下的抗倾覆验算。同时还应对非地震作用的水平荷载(如风荷载)加以限制,一般应控制非地震作用的水平荷载不超过结构总重力的10%。这样做也可以有效保证隔震建筑的舒适性。
连续梁桥等在实行体系转换切割临时锚固装置时,必须采取隔热措施,以免损坏橡胶板和聚四氟乙烯板。连续梁桥每联(由两伸缩缝之间的若干跨组成)只设一个固定支座。梁、板的起拱要求及拆模条件;梁板安放时,必须仔细,使梁板就位准确与支座密贴,就位不准时,必须吊起重放,不得用撬棍移动梁板。梁板落梁时应位置准确,且与支座密贴。梁的顶升和落梁应按设计要求进行。宜临时封闭交通。梁底钢板和不锈钢板可配套供应。梁底钢板与支承垫石(或钢板)顶面尽可能保持平行和平整。梁底混凝土大多在30MPA以上,也有一部分支座可以忍受超过50MPA压力。梁底支持嵌入钢板只是想害怕压力,梁底混凝土破碎。梁顶面标高以下的箍筋和拉钩全部绑扎到位,以上的箍筋和拉钩待梁筋绑完后再施工。梁端反力通过球面表面橡胶逐渐扩散传至下面几层钢板和橡胶层。梁附属装置研发生产企业,其产品广泛运用于外建筑建设。梁落梁的梁桥,纵向轴与支座中心线;板梁,箱形梁纵向轴与支座中心线平行的。
橡胶支座在极端工况下(如夏季高温与地震力叠加)的受力能力有限,设计阶段需结合工程所在地的气候条件、抗震设防等级,合理选择支座类型(板式或盆式),必要时采用隔震支座(已纳入《GB50011-2001》建筑抗震设计规范),并优化结构布置,降低力叠加对支座的影响;施工中需考虑温度变化对支座位移的影响,预留足够的变形空间。
隔震支座作为建筑与桥梁工程抗震体系的核心构件,其性能设计、施工安装与运维管理直接影响工程抗震安全性,尤其在中高烈度地震区域,隔震支座的合理应用对突破建筑高度限制、提升土地利用效率具有重要意义。本文结合工程实践,系统梳理各类隔震支座的特性、施工要点、使用寿命及隔震技术应用效益,为工程技术应用提供参考。
以公路 T 形梁桥(桥面宽≥10m)为例,支座布置需结合墩台刚度差异设计:固定墩:设置 1 个固定支座(限制纵、横向位移),相邻支座设为 “横向可动、纵向固定” 的单向活动支座;活动墩:设置 1 个纵向活动支座(与固定墩固定支座对应,释放纵向位移),其余均设双向活动支座(释放纵、横向位移);桥台:因横向刚度大,仅需在 1 个桥台上设定向活动支座(限制纵向、释放横向),其余设双向活动支座。
双向滑动支座的竖向承载力范围广泛,从 800KN 到 60000KN,能够适应各种规模的桥梁结构。其转角能力≥0.02rad,确保桥梁在受到温度变化、车辆荷载等因素影响时,能够顺畅地进行转动,避免结构因应力集中而受损。位移能力方面,它可以实现 ±50 - ±300mm 的位移调节,为连续梁桥、宽桥等结构在水平方向的伸缩提供了充足的空间,有效保障了桥梁的安全和正常使用。
保护层维护:支座的侧向保护层是使用中易受损的薄弱环节。必须严格禁止出现破损、裂纹、缺胶、露铁、起鼓等现象。绝对不可以使用502等非结构用胶水进行临时修补,以免改变材料性能或掩盖潜在问题。
随着建筑和桥梁工程对安全性和耐久性要求的不断提高,行业标准也在持续升级。以最新的 JT/T 391 - 2024 行业标准为例,在耐候性方面提出了更高的要求,明确规定橡胶支座的使用寿命需≥50 年 。这一规定促使企业在材料选择、生产工艺等方面进行全面优化,采用更优质的橡胶材料和先进的制造工艺,以确保支座在长期使用过程中能够保持稳定的性能 。
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隔震技术是在基础结构与上部结构之间设置隔震层,使上部结构与地震动绝缘,从而保护上部结构不受地震破坏的技术体系。结构隔震体系包括上部结构、隔震装置和下部结构三部分,通过在建筑物底部设置专门的隔震装置,有效隔离地震能量向上部结构的传递。
从技术发展历程来看,橡胶支座经历了从普通板式橡胶支座到盆式橡胶支座,再到四氟乙烯板式橡胶支座的不断演进过程,其力学性能和应用范围得到了持续拓展和完善。
目前,橡胶支座的技术标准主要参照行业标准JGJ7-91《网架结构设计与施工规程》和GB20668.4-2007《橡胶支座第4部分:普通橡胶支座》等规范文件执行。这些标准对支座的材料选择、生产工艺、性能测试和验收准则等方面都作出了明确规定。
对于桥梁支座,摩阻系数是衡量其滑动性能的关键指标,标准值应≤0.03。每 2 年进行一次摩阻系数检测,能够及时发现摩阻系数的异常变化,如因硅脂干涸、滑移面磨损等原因导致摩阻系数增大,可及时采取相应的维护措施,如补注硅脂、修复滑移面等,确保支座的滑动性能正常 。
位移需求:需明确是单向位移还是多向位移,并准确计算位移量。
周期与竖向隔震设计要求隔震系统周期需符合设计规范,例如某隔震建筑针对 1080KN?M 屈服后刚度及 14200KN 重力荷载,理论周期应为 27S,但 1999 年 AASHTO 规范为限制隔震系统过大位移,将该周期上限设定为 6S,工程设计需严格遵循规范要求。竖向隔震(振)设计中,隔震(振)装置需具备合适的竖向刚度,使隔震(振)体系的竖向自振周期远离上部结构自振周期及场地(或振源)特征周期(或激振周期),从而有效隔离竖向震(振)动,降低上部结构震(振)动反应。
初始剪切变形:在板式橡胶支座安装就位、梁体落梁或现浇梁拆除模板后的短期内,出现轻微的剪切变形属于普遍现象,需持续观察其发展。
球形支座优缺点:其优点是整体支座高度相对较小,构造较为简洁,用钢量经济;缺点主要体现在无法有效抵抗拉力,支座高度不可调整,允许的转动量有限,并且在日后需要更换和修理时操作不便。
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相邻节点构造:当门厅入口、室外踏步、室内楼梯节点、地下室坡道、车道入口、楼梯扶手等构件或部位与隔震层相邻时,其设计和施工必须严格按照专门的隔震构造详图进行,确保地震下各部分能协调变形。
现代支座技术正朝着高性能、多功能方向发展。新型支座不仅能够满足基本的承载、转动需求,还通过优化设计实现减震、隔震等功能。特别是通过改进局部支座的性能参数,能够有效发挥减震隔震作用,适应现代桥梁工程对安全性和适应性的更高要求。
抗震挡块与防落梁措施:在桥梁等重要结构中,除隔震支座外,常设置抗震挡块等构件,防止梁体位移过大导致落梁破坏。
橡胶支座作为建筑与桥梁工程中关键的承重抗震构件,主要包括 GPZ 盆式橡胶支座与隔震橡胶支座两大类,其性能直接影响结构的稳定性、安全性与使用寿命。本文将从产品核心特性、设计技术规范、施工安装要求及工程应用价值等方面,进行系统梳理与优化说明。
建筑设计为保证其规范性,一般采用专图形式进行设计,各设计院在设计中直接根据实际情况进行选图设计。目前形成专图的支座产品主要有铸钢支座(包括摇轴、辊轴和铰轴支座)、盆式橡胶支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承载力高、传力均匀、耐久性好等特点,多用于连续梁及有特殊要求的建筑设计中,现也开始逐步取代盆式橡胶支座使用于简支梁桥中。
隔震橡胶支座作为建筑抗震的关键防线,根据其构造和材料的不同,主要分为天然橡胶支座(LNR)、铅芯橡胶支座(LRB)和高阻尼橡胶支座(HDR)三种类型,它们各自具有独特的性能特点和适用场景。
两种方法有利有弊,请用户选择。两种支座配合使用比仅在建筑固定墩上设置抗震支座对提高全桥结构的抗震能力是不言而喻的。裂缝成因复杂而繁多,故其形式也多种多样。裂纹(侧面)缺胶面积不超过150MM2,不得多于2处且内部嵌件不许外露裂纹长度不超过30MM,深度不超过3MM,不得多于裂纹长度不超过30MM,深度不超过3MM,不得多于3处另外,产品的检测频次不能太低,包括成品的检测,通过检测记录要能真实地反映产品及生产过程的质量水平。另外,当各种车辆通过建筑时,橡胶支座能均匀分布水平力,吸收部分振动,从而延长建筑寿命。另外,即使在计算出了温差后,也还要把一些不可估量的因素计算进去。
橡胶材料性能要求项目试验标准性能氯丁橡胶硬度(IRHD)GB/T6031-9860±3拉伸强度(MPA)GB/T528-98≥17扯断伸长率(%)GB/T528-98≥400脆性温度(℃)GB/T1682-94≤-40耐臭氧老化(试验条件为25~50PPHM,20%伸长,40℃×96H)GB/T7762-87无龟裂热空气老化试验试验条件(℃×H)GB/T3512-83100×70拉伸强度降低率(%)<15扯断伸长率降低率(%)<40硬度变化(IRHD)<+15试件做分离试验时,橡胶与四氟板之间的小粘着强度(KN/M)GB/T7761-87>4试件做分离试验时,橡胶与金属板之间的小粘着强度(KN/M)GB/T7760-87>7恒定压缩永久变形(70℃×22H)(%)GB/T7759-96≤20三、建筑支座的布置上部结构是空间结构时,支座应能同时适应建筑顺桥向(X方向)和横桥向(Y方向)的变形;支座必须能可靠的传递垂直和水平反力;支座应使由于梁体变形所产生的纵向位移、横向位移和纵、恒向转角应尽可能不受约束;铁路建筑通常必须在每联梁体上设置一个固定支座;当建筑位于坡道上,固定支座一般应设在下坡方向的桥台上;当建筑位于平坡上,固定支座宜设在主要行车方向的前端桥台上;固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方;(8)在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度;(9)连续梁可能发生支座沉陷时,应考虑制作高度调整的可能性。
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