隔震橡胶支座是一种典型的被动式减震(震)装置。其基本原理是通过设置水平刚度远小于竖向刚度的结构构件,来承受较大的水平变形,从而有效延长结构周期,提高系统对地震能量的吸收与耗散能力,成为承重体系的一部分。
抗震与隔震性能:在抗震领域,铅芯橡胶支座等隔震支座应用广泛。铅芯能够提供耗能能力,大幅降低传递到上部结构的地震作用。采用隔震技术后,结构构件截面可减小,节约钢筋与混凝土用量,从而降低工程造价,并可能带来增加地下车位和建筑使用空间等附加效益。
温度影响:在支座设置与使用过程中,环境温度是一个至关重要的因素。温度变化会引起结构的伸缩,直接影响支座的位移量,因此在设计与施工中必须予以充分考虑。
影响板式橡胶支座质量的因素如下:公路板式橡胶支座所采用的橡胶的胶质,这是影响板式橡胶支座质量的主要因素,目前由于市场竞争激烈,客户压价厉害,许多橡胶支座生产厂家就从这块降低成本,采用劣质橡胶,这个从外观上可以看出一二,好的橡胶,表面油亮,黝黑,用手指按压能感觉到一点点弹性,质量差点的橡胶,表面发乌,没有光泽。
历史溯源:隔震思想最早可追溯至 1406 年我国故宫修建时的 “浮放柱” 设计,通过柔性连接减少地震对建筑的影响;现代隔震概念则由日本学者河合浩藏于 1881 年正式提出,奠定了隔震技术的理论基础。
盆式橡胶支座通过特殊的结构设计,在承载能力、转动性能和位移适应性方面表现出色,特别适用于大跨径和重载结构的工程需求。
滑移量问题:结构的滑移量随地震强度的增加而增大。
盆式橡胶支座:由钢构件与橡胶组合而成,承载能力高、转动灵活,适用于大跨度结构。
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普通板式橡胶支座:适用于中、小跨度建筑,结构简单。
临时连接:对于预埋型支座,待支座垫石处混凝土达到设计强度后,方可拆除为运输和定位设置的临时连接螺栓(此螺栓需妥善保管,以备后续维护使用),并清扫干净预埋钢板表面。
减隔震摩擦摆支座已被广泛应用于高层建筑、桥梁等建筑结构中,以提高这些结构的抗震能力。当前的研究重点包括摩擦材料的选择与改进、支座设计的优化、长期性能评估以及与其他隔震技术的结合等。
通常在布置支座时需要考虑以下的基本原则: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。
建筑支座更换时应依据环境温度进行支座偏移量的验算,并宜选返点在有利的温度条件下施工。建筑支座更换完毕主梁就位时,也应分布进行,先将梁底临时支撑解除,然后顺序下落梁体就位。建筑支座检查合格后拆除千斤顶、临时支承钢板等顶升设备。建筑支座开裂:施工因素、支座质量问题、超载车辆的影响、支座垫石的影响以及其他因素。建筑支座是连接建筑上部结构和下部结构的重要结构部件。建筑支座是桥跨结构的支撑部分,其作用是将桥跨结构上的荷载通过支座传递给墩台。建筑支座是一种承受高应力的结构部件。建筑支座位移是指在建筑运营过程中,因为各种原因造成的建筑支座上部结构产生的横向或有一定角度的位移。建筑支座系统作为高速铁路建筑的重要组成部分,对建筑结构设计有着非常重要的影响。建筑支座依照其结构可分为3大类:一是建筑板式橡胶支座;二是盆式支座;三是球形橡胶支座。建筑支座异常变形:大多因为落梁时不够平稳,支座存在较大的初始剪切变形。
成本与效益平衡:采用隔震技术虽会增加支座与装置的直接成本,但因此可降低上部结构地震作用,减小梁、柱截面尺寸,节约钢材与混凝土用量,整体工程造价未必增加,长期安全效益显著。
组装前必须用丙酮或酒精彻底清洁相对滑动面(不锈钢表面与聚四氟乙烯表面),严禁残留灰尘、杂质,否则会导致滑动阻力增大,引发支座过度剪切变形。
施工方便:安装简便,能够快速适应结构变化。
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在质量控制方面,需要特别关注钢板下料过程中的毛刺控制。过大的毛刺若未能彻底清除,在支座承受压缩及剪切变形时,会阻碍中间胶层的正常流动,极易导致橡胶层撕裂形成内部空洞缺陷。
支座使用阶段的平均压应力控制在10MPa范围内(当形状系数S<7时可适当降至8MPa);对于橡胶硬度为60(IRHD)的材料,其常温下剪变模量通常取1.0MPa。这些参数的严格控制对确保支座长期性能至关重要。
四氟滑板橡胶支座四氟滑板橡胶支座是板式橡胶支座的一种重要变体,它在普通支座基础上增加了聚四氟乙烯滑板。
全面调查,经综合考虑必要性、有效性、经济性、可行性和安全性确定处理方案,而且处理方案要有针对性;2.对各类材料,包括新更换的建筑橡胶支座质量等要加强检验;安装精度仍然要符合规范规定;3.施工安全性应考虑周全,统一指挥,施工过程中应有专人负责监控,确保人身和设备的安全;4.采用顶升法时,要认真做好测量、观察、记录工作。
通过宿迁宝龙城市广场2#地块商业街1#2#楼办公楼橡胶隔震施工,基本解决了隔震橡胶支座施工预埋板质量安装及混柱帽混凝土浇筑密实度,且对在隔震工程的管理水平和技术水平有了很大的提高,同时对全面质量管理有了更深刻的认识,为以后在隔震建筑施工方面取得了宝贵的经验,取得了较好的社会和经济效益。
高效隔震与自我恢复:地震发生时,支座通过自身弹性变形吸收地震能量,大幅减小结构所受地震作用;地震后,内部橡胶层产生的回复力可推动支座在短期内恢复原位,经实际地震验证,已应用的隔震建筑均未出现无法复位的情况。
当不可避免要在高温或低温环境条件下施工时,可采用板式橡胶支座预变位技术进行补偿调整,确保支座在不同温度条件下的正常工作状态。
由于我国幅员辽阔,许多省、市都位于高烈度地区,所以抗震减灾的形势非常严峻,防震、抗震工作量大。用橡胶支座进行建筑物基础隔震的技术已比较成熟,其实际应用价值已得到了验证。加快这一技术的推广应用,特别是在高烈度地震区的应用具有重要意义,市场前景也十分广阔。
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隔震层施工需要多工种协作,包括技术负责人、测量员、安装工、混凝土工、吊装工、钢筋工、木工等,根据工程实际组织班组。在桥面铺装前,需对支座的剪切变形进行检查调整,宜选择在接近年平均气温的天气进行,通过顶升梁体使支座自动复位,必要时进行更换。上预埋钢板作为结构底模时,连接板与模板的缝隙需用胶带密封,并在梁模板边缘加设钢管支撑。
橡胶支座性能关联:加筋板的设计与质量直接决定支座的压缩强度和刚度。若加筋板不满足规范要求,将可能导致支座承载力下降,甚至引发超载损伤。
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。
为便于隔震支座日后更换,在隔震支座上表面铺设一层SBS油毡厚3MM。为此,对公路建筑的养护、维修要做到实时、隹确。为此建议建筑设计单位,承载力超过3000KN的支座尽量选用盆式橡胶支座,以确保工程质量。为防止布料机振动使下预埋板发生位移,可采用汽车泵浇筑。为防止离心力下使梁体横向移动,可设置横向挡块。为防止梁(上部构造)的横向移动,在支座或上部构造两侧需设防滑挡块。为防止漏浆,可在支承钢板之间四周空隙处,用纱回丝,油灰或软木板填设。为改善框架结构及底框结构的抗震性能,提出一种新型扇形铅粘弹性阻尼器对梁柱节点进行耗能减震加固。为减低滑板材料的磨耗,该桥球型支座设计应用了补充硅脂装置以提高支座的耐久性。为简单起见,不设专门的支座结构,直接使板或梁的端部支承在几层油毛毡或石棉做成的建议垫层上。
盆式橡胶支座中的固定拉压支座,用于承受上拔反力(如斜拉桥、悬挑结构),施工核心要点:结构组成:支座中心穿设预应力钢筋,钢筋外侧在支座高度范围内设置套管,形成软垫缓冲层;预加应力:预应力钢筋需按1.2 倍设计上拔力预张拉,避免因锚杆伸长导致支座与上下结构脱开,确保抗拉可靠性。
防偏差措施:避免同一梁体设置多个支座,防止压缩不均;墩台帽边缘宜处理为圆弧或斜坡,减少应力集中。
该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台;有良好的弹性以适应梁端地转动;有较大地剪切变形以满足上部构板式橡胶支座造的水平位移;板式橡胶支座按形状划分:矩形板式、圆形、球冠圆板式、圆板坡形、等几种产品。
由于D、F型建筑伸缩缝整条采用氯丁或三元乙丙橡胶制作,具有良好的耐老化、耐曲挠性能。由于FAX、FAY、FBX三个力汇交于A点,对A点写取矩方程可求出待求力FBY。由于板式橡胶支座具有水平剪切的各向同性,能良好传递上部构造多的变形。由于板式支座本身具有足够的竖向刚度,可以满足较大垂直荷载,并具有良好的弹性以适应梁端的转动。由于从受力5-2A上能够求出FBY,所以可以从受力5-2C中求出FBX。由于各省之间情况各异,经济增长点各不相同,车辆荷载出入较大。由于化学注浆材料具有良好的与混凝土粘接性能,待其形成固体后具有良好的弹性和遇水膨胀性。由于检测设备投资大,检测难度大,一般单位无能力承担。
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