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。
要在支座上加盖不锈钢板(厚度为3MM)和上钢板(厚度为18MM),上钢板的下平面采用机械加工成倒槽形。
近年来高速铁路在我国迅速发展,到2030年将扩展为八纵八横的区域性路网格局。为保证高速行车的平顺性,我国高速铁路多采用“以桥代路”的思想,建筑在线路中占比高。同时,我国地震活动频繁,对跨区域性的高铁路网构成严重的潜在威胁。目前,减隔震技术已成为提高震区建筑抗震能力的重要手段,而我国的建筑减隔震技术发展较晚,在设计方法上有较大的发展空间。因此,本文以高速铁路减隔震建筑为研究对象,将减隔震技术与基于性能的抗震设计思想相结合,提出了适用于高速铁路减隔震建筑的性能设计方法,主要研究工作如下:
隔震橡胶支座采用传统的阻尼器一般通过钢支撑与主体结构连接,支撑结构形式主要有斜杆型、人字型、门架型、交叉型等。
三、细部构造的设计建筑的附属结构在建筑的隔震设计中同样发挥着巨大的作用,这些附属结构和构件主要包括限位装置、伸缩缝、防落梁装置等,通过对诸多震害调查的分析和动力时程分析我们发现这些细部构造是影响建筑结构动力响应和隔震效果的重要方面。
在浇注梁体前,在支座上放置一块比支座平面稍大的支承钢板,钢板上焊接锚固钢筋与梁体连接,并把支承钢板视作浇梁模板的一部分进行浇注,按以上方法进行,可以使支座与梁底钢板及垫石顶面全部密贴。
板式橡胶支座在身情况下需要增加四氟滑板当活动板式橡胶支座的位移量较大时,要使橡胶板产生相应较大的剪切变形,就必须增加橡胶板的厚度。
隔震橡胶支座技术原理及主要力学性能建筑隔震橡胶支座橡胶支座,将上部建筑结构与下部地基结构隔离,由于建筑隔震橡胶支座橡胶支座中的隔震橡胶支座橡胶支座刚度小,柔性强,当地震发生时防倾覆隔震橡胶支座层将发挥隔的作用,代替上部结构承受地震强烈的位移动力,以此来隔离或耗散地震的能量,避免或减少地震能量向上部结构传输,此时,由于隔震橡胶支座橡胶支座的作用,延长结构的周期并给予较大的阻尼,使上部建筑结构的反应相当于不隔震橡胶支座情况下的1/4~1/8,近似平动,从而隔离了地震的作用。
(图一)隔震铅芯橡胶支座厂家
弹性反应谱方法之所以得到普遍采用,一方面是因为施工时计算的相对简单,另一方面是因为它和现有的规范计算方法很接近,这样便易于接受,后应当引起注意的是众所周知隔震装置的等效刚度和等效阻尼的计算是与隔震装置在地震中的大变形程度有关的,继而隔震装置的变形又与整个建筑的地震响应程度有关系,所以客观上要求我们对于采用弹性反应谱方法进行的隔震设计应当是一个不断完善和变化的过程。
对隔震支座上预埋钢板水平度和轴线位置进行复检,同时检查隔震橡胶支座外观是否正常,如有脱漆现象,必须进行修补,包括螺栓头部分,满足要求后浇筑混凝土。
《规范》规定,对于作用于板式支座的地震力应根据《规范》公式4.2.6-1,4.2.6-4分别计算,取两者中的大值。
在支座安装之前应先对支座的安装位置进行测量检验,支座安装平面应和支座的滑动平面或滚动平面平行,其平行度的偏差不宜超过2%。
目前,在我国的土木工程隔震结构中,常用的隔震装置是橡胶隔震支座。普通隔震支座在温度和交通荷载(低周疲劳)作用下支座中的铅芯将产生疲劳剪切破坏,普通支座使的阻尼性能大幅度降低;同时普通支座在使用的过程中容易造成橡胶开裂、铅芯外露,这也将会对环境造成污染。因此使用性能稳定的橡胶隔震支座,橡胶隔震支座既能有效地保证工程结构的安全,橡胶隔震支座又可以避免对生态环境的污染。
该种支座由加拿大R.FYFE在20年前设计而成的产品,其性能远忧于普通板式橡胶支座,承载能力可达到一般板式橡胶支座的16倍。
板的支持:通过平板组成,以减少橡胶支座钢接触面上的摩擦,以免妨碍纵向滑动,可将钢板的接触面刨床刨包覆石墨润滑剂。
板式橡胶支座按胶种适用温度分类如下:A、氯丁橡胶:适用温度+60℃∽-25℃天然橡胶:适用温度+60℃∽-40℃三元乙丙橡胶:适用温度+60℃∽-45℃橡胶支座产品分类方法备注普通板式橡胶支座(GJZ系列、GYZ系列)依靠自身的剪切变形来适应梁体的伸缩位移。
(图二)LRB隔震橡胶支座厂家
任何情况下,不允许两个或两个以上的支座沿梁底纵向中心线在同一支承点并排安装;在同一根梁(板)上,横向不宜设置多于两个支座;不同规格支座不应并排安装。
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。
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。
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。
观测人员随时根据监测值反馈致控制室,指导操作人员进行操作。观察5-2A,其上有四个未知力FAX、FAY、FBX、FBY。观察5-2C,其上有四个未知力FBX、FBY、FCX、FCY。管道柔性接头连接后,在管道固定之前,应先试验管道的变形量是否能达到设计要求,且无泄漏。管恩福介绍,在建筑下安装隔震支座技术,是国际的抗震技术。灌浆材料达到规定强度后,拆除模板,检查是否有漏浆处,对漏浆处进行补浆。灌浆处理:对于脱空病害,可采用灌注环氧砂浆等进行填充密实,提高橡胶支座受力的均匀性。灌浆前应初步计算所需浆体体积,实际灌注浆体数量不应与计算值产生过大的误差,防止中间缺浆。
本工程用到的橡胶隔震支座的数量较多,使用部位为、建筑物地圈梁与6条形基础之间。橡胶隔震支座在本工程的构造由三部分组成:下支墩、橡胶隔震支座、上支墩。橡胶支座通过预埋板用高强螺栓等连接件与上下支墩相连。主楼内隔震层层高为650M,隔震支座的主要型号有:LRB600-120、(16个)NRB600、(58个)P400(44个)
另一种常见价格较低的由建筑板式橡胶支座衍生品种:板式橡胶拉压支座,板式拉压橡胶支座是在橡胶支座的中心设一根拉力螺栓,将支座顶板和下滑板联接在一起.支座下滑板和底板及锚固定架板之间设不锈钢板和聚四氟乙烯滑板,以使支座可以纵向滑动。
在橡胶支座底面加一圈直径D=2.5MM的半圆形橡胶圆环,支座受力时首先由底部圆变形压密,调节底面受力状况,以改善或避免支座底面脱空现象的产生,使支座底面受力均匀。
(图三)HDR1300高阻尼支座
板式橡胶支座A,B分别给出了对于三跨、五跨、七跨连续梁桥在Ⅰ、Ⅳ类场地,不同烈度水平地震作用下的计算结果.在Ⅰ类场地条件,上部结构传给板式支座的地震力受滑板支座摩擦系数变化的影响不大;在Ⅳ类场地条件下,则随摩擦系数的增加而降低.同时在中标出在低烈度水平地震作用及不同摩擦系数值下,存在部分滑板支座发生滑动的情况.板式橡胶支座剪力随跨数增加的变化规律给出连续梁桥在Ⅱ类场地不同烈度水平地震作用下,随跨数变化的计算结果.从中可知、,上部结构传给板式橡胶支座的地震力随跨数增加仅略有增加.中同时给出了按《规范》公式4.2.6-1.4.2.6-4计算的结果,其中,在按《规范》公式4,2.6-4计算时,摩擦系数取0.02.对于常用的滑板支座,其摩擦系数值通常在0.02—0.06之间,由计算结果可知,按4.2.6-1计算结果与时程分析结果比较接近,变化规律也与时程分析结果类似,但有时所得结果偏低.按《规范》公式4.2.6-4计算,因《规范》规定局≥0.3,P1D=0.02,可知随跨数增加板式支座剪力迅速增加,并随烈度增加而增大,但由5知,时程分析结果并不呈现这样的规律,而随跨数增加,仅略有增加.如果在4.2.6-4式中使用滑板支座所具有的实际摩擦系数值计算,则有时会得到板式支座剪力为负值的错误结果。
采用一次预埋到位,避免通常采用的二次灌浆法,隔震支座先装法或者分两次浇筑墩柱混凝土。施工简单方便,效率高。
此外,隔震支座已被编入到《GB50011-2001》建筑抗震设计规范中,并被广泛的应用于全国及,得到了外专家的充分肯定和高度评价。
建筑摩擦摆隔震支座是一种利用单摆原理来延长结构自振周期,利用球面接触摩擦滑动来消耗能量的减隔震装置。它通常设置在上部结构(如建筑物的梁、板等)与下部结构(如桥墩、基础等)之间,通过“软连接”的方式,减小传递到结构中的侧向力和水平振动,使结构在地震下免受破坏。
橡胶支座石的位置放样通常是从盖梁中心线向两边放,一般是放垫石中心点,通过纸,可算出盖梁中心线距垫石中心的距离,然后放样就可以了。
橡胶树料及配方举例板式橡胶支座用的橡胶材料应满足以下要求;(有较高的抗压强度;有良好的弹性,且徐变变形小;能较好地适应温度变化的影响;耐老化性能优良;有良好的耐磨耗性能;(6)加劲物有良好的粘结性能。
隔震层的偏心:指上部结构的质心与隔震层隔震支座的刚心不重合,这对隔震层端部的隔震支座的水平变形影响很大,当偏心很大时,结构角部的隔震支座可能产生较大的水平位移,甚至超出限位控制,而此时中部某些隔震支座变形很小,整体隔震不合理。对于相同的偏心矩和偏心率,由于隔震层平面形状、隔震支座位置、非线性特性引起的扭转振动也不相同。即使在弹性设计时,不存在偏心,但在高压力下,特别是第二形状系数较小的小型叠层橡胶支座的刚度会降低;地震时摩擦支座的摩擦力与轴力相关;铅芯橡胶支座、阻尼器等会因为制作安装上的误差导致刚度的变化等,偏心是难以避免的。
在支座安装之前应先对支座的安装位置进行测量检验,支座安装平面应和支座的滑动平面或滚动平面平行,其平行度的偏差不宜超过2%。
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