隔震等級與初步設(shè)計:設(shè)計單位需先確定水平向減震系數(shù),通過 “設(shè)防烈度降低一度” 的思路,以減震后的水平地震作用進行上部結(jié)構(gòu)初步設(shè)計,進而明確隔震支座的規(guī)格型號。
支座安裝后,滾動和滑動平面應(yīng)水平,其與理論平面的斜度不大于2‰。支座安裝前方可開箱,并檢查支座各部件及裝箱清單,支座安裝前不得隨意拆卸支座。支座安裝前應(yīng)對活動支座頂、底板的相對位置進行檢查。支座安裝前應(yīng)將墩、臺支座支墊處和梁底面清理干凈。支座安裝前應(yīng)向工人講明橡膠隔震支座的構(gòu)造及對結(jié)構(gòu)的重要性,不得損壞隔震支座及配件。支座安裝時,應(yīng)按照設(shè)計紙要求,在支承墊石和支座上均標(biāo)出支座位置中心線,以保證支座準(zhǔn)確就位。支座安裝時,應(yīng)防止支座出現(xiàn)偏壓或產(chǎn)生過大的初始剪切變形。支座變異系數(shù)僅在內(nèi)力計算時考慮,對作用輸入進行放大;支座儲存在干燥、通風(fēng)、無腐蝕性氣體、無陽光(紫外線)照射并遠離熱源的場所,不得淋雨。支座彈性模量與形變模量的大小直接放映板式橡膠支座的壓縮變形值與支座適應(yīng)梁的轉(zhuǎn)角的能力。
天然橡膠支座(LNR)結(jié)構(gòu)相對簡單,由純橡膠層構(gòu)成,具有較低的水平剛度和較高的豎向剛度。在阻尼性能方面,其阻尼比通常在 5% - 8% 之間,這使得它在一定程度上能夠消耗地震能量。由于其造價相對較低,適用于 7 度以下設(shè)防區(qū)的一般性建筑,這些建筑對地震防護的要求相對較低,天然橡膠支座能夠在滿足基本抗震需求的同時,有效控制建設(shè)成本 。
板式橡膠支座的檢驗項目按本標(biāo)準(zhǔn)的要求逐項檢驗按表2和表3外部項目進行檢查時,如有一項不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,則該件產(chǎn)品應(yīng)判為不合格產(chǎn)品,不得出廠;按表4中的豎向剛度、水平剛度、屈服后水平剛度〔有芯型)、等效黏滯阻尼比項目進行抽檢時,如有一項不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,對同批產(chǎn)品加倍抽樣對不合格項目復(fù)檢,如仍有不合格項目時,則該批產(chǎn)品應(yīng)判為不合格產(chǎn)品,不得出廠。
支座的正確安裝、更換及與整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)是保證其長期正常工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
所謂支座,顧名思義,它就是用以支承容器或設(shè)備的重量,并使其固定于一定位置的支承部件。所以,GPZ(II)盆式橡膠支座是能滿足大的支承反力,大的水平位移,大的轉(zhuǎn)角要求的新型產(chǎn)品。所以近幾年,發(fā)現(xiàn)梁體普遍出現(xiàn)裂縫病害,與橡膠支座病害也有密切關(guān)系。所以盆式橡膠支座一經(jīng)問世,就被廣泛地應(yīng)用于大、中型建筑和城市高架橋中。所以在東南沿海的一些城市中,無論是建設(shè)公路還是建筑,一定要采用橡膠支座。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂,使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)新版本的可能性。所有計算書應(yīng)校審,并由設(shè)計、校對、審核人(必要時包括審定人)在計算書封面上簽字,作為技術(shù)文件歸檔。所有支座更換完畢后,再對安裝的新支座進行全面檢查,確保各項指標(biāo)滿足設(shè)計及規(guī)范要求。它被安裝在建筑主體和橋墩之間的位置上,起著傳導(dǎo)、化解各種作用力的效果。它必須具有足夠的承載能力,以保證安全可靠地傳遞支座反力。它的水平位移量較大,承載力為5500KN左右,摩阻系數(shù)為0.05。它還可用作連續(xù)梁頂推及T梁橫移的滑塊。它還可用作連續(xù)梁頂推及T型梁橫移中的滑塊。它具有構(gòu)造簡單、加工制造容易、用鈉過少、成本低廉、安裝方便等優(yōu)點。它們是適用于設(shè)計荷載為汽超20掛超120級的直橋、彎橋、斜橋、坡橋等公路和城市建筑。
聚四氟乙烯板式橡膠支座與普通板式橡膠支座的核心差異在于水平位移實現(xiàn)方式:普通板式橡膠支座依靠自身剪切變形完成梁體水平位移,而聚四氟乙烯板式橡膠支座通過梁底不銹鋼板與低摩擦系數(shù)的四氟板相對滑動實現(xiàn)位移,更適用于大跨徑及多孔連續(xù)梁橋的伸縮位移需求。
支座上的鋼筋架將打起略低于地面的立柱,立柱上再澆筑圈梁,后將在圈梁上建起會商大樓。支座是指用以支承容器或設(shè)備的重量,并使其固定于一定位置的支承部件,還要承受操作時的振動與地震載荷。支座豎向設(shè)計承載力、支座轉(zhuǎn)角、支座摩擦系數(shù)及位移均按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計。支座四氟面的儲油凹槽坑內(nèi),安裝時尖涂刷充滿不會發(fā)揮的295-3硅脂作潤滑劑,以降低摩擦系數(shù)。支座位移通過聚四氟乙烯板的滑動或橡晈的剪切來實現(xiàn),支座轉(zhuǎn)角則通過橡膠的壓縮變形來實現(xiàn)。支座應(yīng)按紙所示,或由承包人推薦、監(jiān)理人認可的廠商制造和供應(yīng)。支座與不銹鋼板的相對位置視安裝時的溫度而定,本橋設(shè)計移動量為4-6CM。

支座壓縮變形受形狀系數(shù)影響顯著,需通過試驗測定兩類變化規(guī)律:橡膠層厚度不變,平面尺寸變化:平面尺寸增大(S?提高),壓縮變形減小 —— 如橡膠層厚度 20mm 時,S?=15 的支座壓縮變形比 S?=10 小 25%-30%;平面尺寸不變,橡膠層厚度變化:橡膠層厚度增大(S?降低),壓縮變形增大 —— 如平面尺寸 300mm×300mm 時,橡膠層厚度 30mm(S?=5)比 20mm(S?=7.5)壓縮變形大 15%-20%;設(shè)計時需通過形狀系數(shù)優(yōu)化,平衡壓縮變形(≤15%)與水平剛度(滿足位移需求)。
應(yīng)嚴格控制支座墊石的標(biāo)高與平整度,避免支座產(chǎn)生初始扭矩或局部脫空。局部脫空會導(dǎo)致支座在偏心荷載作用下應(yīng)力集中,可能引起支座開裂,并改變上部結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),導(dǎo)致梁體產(chǎn)生附加應(yīng)力甚至裂縫。
板式橡膠支座的應(yīng)用正推動其傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式的革新,通過材料配比優(yōu)化與結(jié)構(gòu)設(shè)計升級,進一步提升支座的承載能力、變形適應(yīng)性與抗震性能,更好適配現(xiàn)代工程復(fù)雜的受力需求。
隔震橡膠支座:通過分層橡膠與鋼板粘合形成的疊層結(jié)構(gòu),延長結(jié)構(gòu)自振周期并消耗地震能量。實踐證實(如1994年洛杉磯地震、1995年日本阪神地震),采用此類支座的建筑(如USC大學(xué)醫(yī)院)在地震中保持功能完好,內(nèi)部設(shè)備僅受表面損傷。
建筑隔震橡膠支座的外觀質(zhì)量指標(biāo)缺陷名稱質(zhì)量指標(biāo)氣泡單個表面氣泡面積不超過50MM2雜質(zhì)雜質(zhì)面積不超過30MM2缺膠缺膠面積不超過150MM2,不得多于2處,且內(nèi)部嵌件不許外露凹凸不平凹凸不超過2MM,面積不超過50MM2,不得多于3處膠鋼粘結(jié)不牢(上、下端面)裂紋長度不超過30MM,深度不超過3MM,不得多于3處裂紋(側(cè)面)不允許鋼板外露(側(cè)面)不允許建筑隔震橡膠支座尺寸允許偏差項目尺寸允許偏差內(nèi)部每層橡膠層厚度產(chǎn)品設(shè)計值的10%橡膠層總厚度產(chǎn)品設(shè)計值的5%夾層薄鋼板厚度按GB912的規(guī)定封鋼板厚度0.5MM鋼板直徑或邊長1.0MM外部總高度設(shè)計值的2%外直徑或邊長設(shè)計值的1%,且不大于5.0MM中孔直徑1.5MM橡膠外包層厚度1.5MM上、下表面平行度直徑或短邊長的1/300以內(nèi)側(cè)表面垂直度橡膠支座總高度的1/100以內(nèi)隔震產(chǎn)品對建筑結(jié)構(gòu)總體造價影響的分析一般建造于抗震設(shè)防高烈度區(qū)的隔震房屋,采用框架結(jié)構(gòu),層數(shù)較多(汕頭市陵海大路住宅樓等),且設(shè)計技術(shù)水平、施工技術(shù)水平跟得上,隔震層設(shè)計合理,工程造價就會低一些,經(jīng)濟效果明顯(一般可降低5%~15%)。
市政部門需組織管養(yǎng)單位對管轄建筑支座定期檢查(每 1~2 年 1 次),重點排查三類病害:變形類:剪切變形超過設(shè)計值 110%、豎向壓縮變形>20%;安裝類:支座錯放(軸線偏差>15mm)、脫空(脫空面積>5%);材料類:橡膠開裂(長度>100mm)、鋼件銹蝕(銹層厚度>0.3mm)。發(fā)現(xiàn)病害需立即采取措施(如脫空處灌注環(huán)氧砂漿、變形超限支座更換),確保結(jié)構(gòu)安全。
對于普通型建筑支座適用于跨度小于30M、位移量較小的建筑.不同的平面形狀適用于不同的橋跨結(jié)構(gòu),正交建筑用矩形支座;曲線橋、斜交橋及圓柱墩橋用圓形支座.對于四氟乙烯板式橡膠支座適用于大跨度、多跨連續(xù)、簡支梁連續(xù)板等結(jié)構(gòu)的大位移量建筑.它還可用作連續(xù)梁頂推及T型梁橫移中的滑塊.矩形、圓形四氟板式橡膠支座的應(yīng)用非別與矩形、圓形普通板式橡膠支座相同圓型扳式橡膠支座的產(chǎn)品特性1990年交通部公路規(guī)劃設(shè)計院委托鐵道部科學(xué)研究院對100多塊圓型板式橡膠支座,進行了全面系統(tǒng)的試驗研究。
盆式支座安裝前需額外做好準(zhǔn)備:支承墊石按支座底板地腳螺栓間距與底柱規(guī)格預(yù)留螺栓孔;墊石頂面標(biāo)高預(yù)留環(huán)氧砂漿墊層厚度;支座底板外墊石做坡面處理,防止積水。監(jiān)理工程師需重點檢查與四氟板接觸的不銹鋼表面,禁止出現(xiàn)損傷、拉毛(避免增大摩擦系數(shù)或損壞四氟板),并確保不銹鋼板及四氟板硅脂坑清潔,硅脂填充飽滿,保障支座自由滑移。

支承墊石設(shè)置:為確保支座安裝平整、受力均勻,并便于未來調(diào)整、觀察與更換,在墩臺頂設(shè)置強度足夠的支承墊石是絕對必要的,無論采用現(xiàn)澆梁還是預(yù)制梁法施工。
橡膠支座性能參數(shù)計算與影響分析:水平剛度計算方法:利用滯回曲線,板式橡膠支座水平剛度可按以下公式計算:\(K_{EQ}=(Q_+ - Q_-)/(U_+ - U_-)\)式中:\(K_{EQ}\)為橡膠支座水平剛度;\(U_+\)為最大水平正位移;\(U_-\)為最大水平負位移;\(Q_+\)為對應(yīng)\(U_+\)的水平剪力;\(Q_-\)為對應(yīng)\(U_-\)的水平剪力。
板式橡膠支座是基礎(chǔ)型支座產(chǎn)品,具備良好的豎向剛度與彈性變形能力,能夠有效承受垂直荷載并適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動需求。該類型支座具有構(gòu)造簡單、加工制造方便、成本經(jīng)濟等優(yōu)點,在各類建筑項目中得到普遍應(yīng)用。
應(yīng)變是反映支座受力狀態(tài)的重要指標(biāo),光纖傳感器能夠?qū)崟r捕捉支座在各種荷載作用下的應(yīng)變變化情況,一旦應(yīng)變超過設(shè)定的安全閾值,就意味著支座可能承受了過大的應(yīng)力,需要及時進行檢查和評估 。溫度對橡膠支座的性能有著顯著影響,過高或過低的溫度都可能導(dǎo)致橡膠的老化加速、力學(xué)性能下降。通過監(jiān)測溫度,能夠及時發(fā)現(xiàn)異常溫度變化,采取相應(yīng)的防護措施,如在高溫環(huán)境下增加散熱措施,在低溫環(huán)境下采取保溫措施 。位移監(jiān)測則可以直觀地了解支座在水平和豎向方向的移動情況,當(dāng)水平位移超過設(shè)計值的 10% 時,說明支座的位移超出了正常范圍,可能會影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,此時系統(tǒng)會自動發(fā)出預(yù)警,提醒維護人員及時進行處理 。
支座使用階段的平均壓應(yīng)力控制在10MPa范圍內(nèi)(當(dāng)形狀系數(shù)S<7時可適當(dāng)降至8MPa);對于橡膠硬度為60(IRHD)的材料,其常溫下剪變模量通常取1.0MPa。這些參數(shù)的嚴格控制對確保支座長期性能至關(guān)重要。
脫空現(xiàn)象預(yù)防:通過優(yōu)化支座底面設(shè)計(如加設(shè)橡膠圓環(huán))和嚴格施工控制,可有效避免支座底面脫空問題的發(fā)生。監(jiān)理工程師在施工現(xiàn)場質(zhì)量管理中,應(yīng)全面落實各項技術(shù)措施,嚴格按照設(shè)計和規(guī)范要求進行監(jiān)督檢查。
周期性維護是保障橡膠支座長期穩(wěn)定運行的重要措施,不同類型的橡膠支座需要根據(jù)其特點和使用環(huán)境制定相應(yīng)的維護計劃。
簡單結(jié)構(gòu)隔震體系的基本特性和減震機理簡易支座僅適于跨度10M以下的公路橋和4M以下的鐵路板橋。簡支端擬采用GYZ300×54支座,連續(xù)端擬采用GYZ300×52支座。簡支梁橋,按其靜力式應(yīng)在其一端設(shè)置裝備裝置固定支座,另一端設(shè)置裝備裝置活動支座。簡支梁橋使用的橡膠支座簡介對于簡支梁橋,根據(jù)橋?qū)捄涂缍龋祟惤Y(jié)構(gòu)可以有各種型式橡膠支座。簡支梁橋一端沒固定支座,另一端設(shè)活動支座。建立隔震與非隔震結(jié)構(gòu)的計算模型,然后輸入三條地震波(兩條天然波和一條人工波)進行分析。建設(shè)單位提出的與結(jié)構(gòu)有關(guān)的符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的書面要求;建議偏多思路,短線操作,支撐有22800上移至23500一線。

在連續(xù)梁橋的設(shè)計中,支座布置是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié),它直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)的受力性能和穩(wěn)定性。根據(jù)工程經(jīng)驗和相關(guān)規(guī)范要求,單聯(lián)長度≤200m,跨數(shù)≤6 跨時,橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)相對較為理想,支座的布置也相對簡單。當(dāng)超過這一范圍時,就需要對固定支座位移量進行嚴格驗算。例如,某連續(xù)梁橋單聯(lián)長度達到 220m,跨數(shù)為 7 跨,在設(shè)計過程中,通過有限元分析軟件對不同工況下的固定支座位移量進行了詳細計算,發(fā)現(xiàn)靠近滑動支座的固定支座在溫度變化、混凝土收縮徐變以及車輛荷載等因素的綜合作用下,位移量超出了普通支座的設(shè)計允許范圍 。針對這一情況,經(jīng)過結(jié)構(gòu)工程師的反復(fù)論證和計算,決定在合適位置增設(shè)滑動支座,且滑動支座間距≤30m。通過增設(shè)滑動支座,有效地分擔(dān)了固定支座的位移壓力,使得橋梁結(jié)構(gòu)在各種工況下的位移均能控制在安全范圍內(nèi),保證了橋梁的正常使用和結(jié)構(gòu)安全 。
目前,在我國的土木工程隔震結(jié)構(gòu)中,常用的隔震裝置是橡膠隔震支座。普通隔震支座在溫度和交通荷載(低周疲勞)作用下支座中的鉛芯將產(chǎn)生疲勞剪切破壞,普通支座使的阻尼性能大幅度降低;同時普通支座在使用的過程中容易造成橡膠開裂、鉛芯外露,這也將會對環(huán)境造成污染。因此使用性能穩(wěn)定的橡膠隔震支座,橡膠隔震支座既能有效地保證工程結(jié)構(gòu)的安全,橡膠隔震支座又可以避免對生態(tài)環(huán)境的污染。
承載力與尺寸設(shè)計:支座須具備足夠的平面尺寸以支承上部結(jié)構(gòu)壓力,同時厚度需滿足水平位移和轉(zhuǎn)角需求。
板式支座承受的地震力受多種因素影響,其中滑板支座的滑動摩擦系數(shù)與場地條件的關(guān)聯(lián)性最為顯著:場地條件影響:在 Ⅰ 類場地(堅硬場地,如巖石地基)中,地震波傳播速度快、頻率高,摩擦系數(shù)對地震力的影響較小;在 Ⅳ 類場地(軟弱場地,如淤泥質(zhì)土、松散砂層)中,地震波能量易積聚,摩擦系數(shù)增大時,支座傳遞的地震力顯著上升;烈度水平影響:地震烈度越高(如 8 度、9 度區(qū)),摩擦系數(shù)對地震力的敏感度越強,需通過提高隔震支座的耗能能力(如采用高阻尼橡膠),抵消摩擦系數(shù)波動帶來的不利影響。
建筑隔震橡膠支座通過在建筑基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置柔性隔震層,有效延長結(jié)構(gòu)的基本周期,避開地震動的主要頻帶范圍,從而顯著降低地震能量的輸入。支座不僅具備豎向承載力大、抗拉力強的特點,還具有優(yōu)異的彈性復(fù)位功能和萬向位移能力,實現(xiàn)"小震不壞、中震不壞或輕度不壞、大震不喪失使用功能"的抗震設(shè)防目標(biāo)。
支座與不銹鋼板位置要視安裝時溫度而定,若不銹鋼板有足夠長度,則任何季節(jié)可按不銹鋼板中心安置。支座與混凝土接觸時,摩擦系數(shù)μ=0.3,與鋼板接觸時,摩擦系數(shù)μ=0.2。支座在安裝前應(yīng)對橡膠支座各項技術(shù)性能指標(biāo)進行復(fù)檢(本橋橡膠支座已經(jīng)浙江大學(xué)測試中心檢驗合格)。支座在出廠時,一般應(yīng)有明顯的標(biāo)記,注明文座型號、反力和位移,以免在安裝時發(fā)生混淆。支座整體頂升更換的方法支座滯回特點(載荷-變形曲線)飽滿、耗能顯著;支座中心線與主梁中心線應(yīng)重合或平行,單向活動支座安裝時,上下導(dǎo)向塊必須保持平行,交叉角不得大于5。
隔震橡膠支座安裝與保護規(guī)范:支墩模板支設(shè):隔震層上下支墩模板采用 15mm 厚木膠合板與 100×100mm 方木作為背楞進行搭設(shè),確保模板穩(wěn)固性。
較大的波紋狀凸凹現(xiàn)象將會加劇板式橡膠支座的老化,從而出現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象。較大面積鋼板下的空鼓,應(yīng)開孔注漿密實。接頭必須粘接良好,三種方式,如施工現(xiàn)場條件具備,可采用熱硫化連接的方法。接頭必需粘接良好,施工現(xiàn)場前提具備,可采用熱硫化連接的方法,不加任何處理的所謂,搭接是不答應(yīng)的。接頭應(yīng)采用熱接,不得采用疊接;接縫應(yīng)平整牢固,不得有裂口、脫膠現(xiàn)象。接頭應(yīng)逐一進行查看,不得有氣泡、夾渣或假焊。節(jié)點詳圖應(yīng)包括:連接板厚度及必要的尺寸、焊縫要求,螺栓的型號及其布置,焊釘布置等。結(jié)構(gòu)分析所采用的計算模型,多、高層建筑整體計算的嵌固部位和底部加強區(qū)范圍等。
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