板式橡膠支座是基礎型支座產品,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梁端轉動需求。該類型支座具有構造簡單、加工制造方便、成本經濟等優點,在各類建筑項目中得到普遍應用。
對于建筑、設備用或其他有特殊要求的橡膠支座,還應進行其要求的疲勞試驗板式橡膠支座的耐火性能\各種相關性能公路建筑板式橡膠支座的實際使用情況,對被試橡膠支座進行1H的燃燒試驗后,冷卻24H以上,再測試其豎向極限壓應力和豎向剛度,并與同批〔型)橡膠支座的豎向極限壓應力和豎向剛度進行比較。
根據公路建筑板式橡膠支座的結構型式分類如下:普通板式橡膠支座、矩形普通板式橡膠支座(GJZ系列)、圓形普通板式橡膠支座(GYZ系列)、板式橡膠支座圓形四氟板式橡膠支座(GYZF4系列、球冠圓板式橡膠支座(TCYB系列))聚四氟乙烯板式橡膠支座、矩形四氟板式橡膠支座(GJZF4系列)、球冠四氟板式橡膠支座(TCYBF4系列)由于板式支座本身具有足夠的豎向剛度,可以滿足較大垂直荷載,并具有良好的彈性以適應梁端的轉動。
球冠圓板式橡膠支座:在普通支座頂部設置球冠,能更好地適應梁端的轉動,并有效調節受力狀態。其平面各向同性的特點,使其尤其適用于布置復雜、縱橫坡較大的立交橋及高架橋,常規坡度適用范圍為3%~5%,可通過調整球冠半徑來適應不同坡度需求。
橡膠支座性能參數計算與影響分析: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\(U_+\)的水平剪力;\(Q_-\)為對應\(U_-\)的水平剪力。
建筑隔震摩擦擺支座是一種用于建筑物隔震和減震的結構裝置。它通常由一個上部的金屬摩擦板和一個下部的混凝土底座組成,中間有一層特殊的摩擦材料(通常是鉛芯或鉛橡膠)來承受建筑的重量和提供摩擦阻尼。當地震或其他地面運動發生時,建筑會因地震波而發生移動,摩擦擺支座通過摩擦力來吸收和耗散地震能量,從而減少地震對建筑物的影響,保護建筑結構和內部設施。
隔震支座安裝工藝要點,采用一次預埋到位的安裝方法,避免通常采用的二次灌漿法,這一工藝可通過隔震支座先裝法或分兩次澆筑墩柱混凝土實現。此種施工方法簡單方便,效率高,且能保證安裝質量。
固定型支座常規狀態下位移量不得超過支座設計正常使用剪應變,地震狀態下位移量不得超過支座設計地震使用剪應變,這是保證支座正常工作的重要指標。

質心與剛心偏心率控制實際工程中,除需考慮扭轉變形外,要求上部結構質心與隔震層水平剛度中心的偏心率不超過 3%;江蘇、云南、新疆等部分地區提出更嚴格要求,偏心率控制在 2%~5% 范圍內。通過嚴格控制偏心率,可避免地震作用下上部結構產生過大扭轉變形,保障隔震效果。
彈性反應譜方法之所以得到普遍采用,一方面是因為施工時計算的相對簡單,另一方面是因為它和現有的規范計算方法很接近,這樣便易于接受,后應當引起注意的是眾所周知隔震裝置的等效剛度和等效阻尼的計算是與隔震裝置在地震中的大變形程度有關的,繼而隔震裝置的變形又與整個建筑的地震響應程度有關系,所以客觀上要求我們對于采用彈性反應譜方法進行的隔震設計應當是一個不斷完善和變化的過程。
在橡膠支座安裝中,要保證盆式支座的中心線與主梁中心線應重合或保持平行。在橡膠支座的保護下,整個建筑實際上變成了一個可以自由變形的載體(雖然人的眼睛看不到)。在橡膠支座工程中,防水材料的選擇尤為重要,是確保工程防水質量的物質保障。在橡膠支座上也標出十字交叉中心線,將支座安放在支承墊石上,使支座中心線同墊石中心線相重合。
扇形鉛粘彈性阻尼器的安裝形式隔震橡膠支座扇形鉛粘彈性阻尼器綜合利用兩種耗能機制和兩種耗能材料同時耗能,滯回性能穩定、耗能能力強、變形能力大、構造簡單、造美觀、占用空何小、適用范圍廣,既可用于結構抗震,又可用于結構抗風,既可用于新建結構,也可用尹既有結構的加固,因而具有廣闊的應用前景。
成本與效益平衡:采用隔震技術雖會增加支座與裝置的直接成本,但因此可降低上部結構地震作用,減小梁、柱截面尺寸,節約鋼材與混凝土用量,整體工程造價未必增加,長期安全效益顯著。
表5耐久性要求序號項目性能要求老化性能豎向剛度變化率不應大于20%水平剛度等效黏滯阻尼比水平極限變形能力橡膠支座外觀目視無龜裂徐變性能徐變量不應大于橡膠層總厚度的5%疲勞性能豎向剛度變化率不應大于20%水平剛度等效黏滯阻尼比橡膠支座外觀目視無龜裂橡膠支座的耐火性能豎向極限壓應力和豎向剛度的變化率不應大于30%。
摩擦擺支座按照擺動方式可分為單曲面和雙曲面結構。
隨著現代科技的發展,為了有效提高建筑物抗震能力,科學家們開始發展隔震、減震與結構控制技術。在堅固基礎上的結構在大地震作用下猶如一個“放大器”,一般會放大結構的振動響應,造成上部結構的破壞。傳統抗震技術采用的是通過加大結構斷面尺寸和配筋,使結構變得“剛強”的方式來抗御地震作用,或者容許結構構件有損壞,利用構件損壞后的韌性(結構進入非彈性狀態)來降低地震作用,使結構“裂而不倒”。前一種“硬抗”方法不經濟,有時也難以抵御強烈地震;后一種增加韌性的方法,在大震時,雖然結構不會倒塌,但是無法控制。所以20世紀70年代后期開始,科學家們發展了隔震與結構消能減震技術來增強結構的抗震能力。

地震災害具有不確定性和高危害性,隔震技術通過 “以柔克剛” 的理念,在建筑上部結構與地基之間設置隔震層,橡膠支座作為隔震層的核心構件,通過兩大機制發揮防護作用:一是延長結構自振周期,避開地震能量集中頻段;二是通過自身變形和阻尼作用吸收消耗地震能量,可減少 50%-80% 的地震能量傳遞至上部結構。
聚四氟乙烯板式橡膠支座技術規范:聚四氟乙烯板式橡膠支座(簡稱四氟板橡膠支座),是在普通板式橡膠支座表面粘接一層 1.5mm-3mm 厚的聚四氟乙烯板制成。其抗壓性能與轉動性能與普通板式橡膠支座基本一致,核心優勢在于聚四氟乙烯板與梁底不銹鋼板間的低摩擦系數(μ≤0.06),可實現建筑上部構造水平位移不受限制。
該支座通常由上、下兩部分組成,上部連接橋梁或建筑物,下部連接基礎或橋墩,中間通過鋼板和軸承實現連接,同時在鋼板和上、下部之間設置了摩擦體,從而形成一定的摩擦阻力。
在隔震支座設計階段,應重視控制相鄰支座的豎向剛度差異與荷載分布差異,通過簡化計算手段控制支座間的豎向變形差值,以降低結構局部傾覆風險。
容許壓應力與形狀系數:支座的承載能力與其形狀系數S(有效承壓面積與自由側表面積之比)密切相關。規范要求,當形狀系數S > 8時,支座的容許壓應力可取為10MPa。形狀系數是設計選型中的核心計算參數。
這些性能指標需要通過嚴格的檢測驗證,確保支座在實際工程中的可靠性和安全性。測試過程中,通過繪制拉伸荷載與拉伸位移曲線,根據曲線的變化趨勢可以準確判定支座的破壞狀態和極限承載力。
在支座的摩擦材料的作用下,建筑結構被迫在一個較小的位移范圍內運動,從而降低了地震產生的振動幅度,縮短了回復時間。通過這樣的調整,建筑結構的安全性得到了極大的提高。
普通橡膠支座:由橡膠層和鋼板交替疊合而成,通過橡膠的彈性變形來吸收地震能量。

LRB鉛芯隔震支座布置原則:本系列支座分為矩形鉛芯支座、圓形鉛芯支座兩種類型,根據橋梁的結構型式、跨徑、聯長及橋梁寬度等參數確定支座的布置原則。支座布置時應檢算支座的設計位移量是否滿足制動力、混凝土收縮徐變和溫度等共同作用及地震力引起的位移需求。連續梁單聯長度不宜超過200m,跨數不宜超過6跨,若需要超過6跨時,支座布置應檢算靠近滑動型支座的固定型支座的位移量是否滿足位移需求,再根據情況增設滑動型支座。
單向活動支座安裝時,上下導向塊必須保持平行,交叉角不得大于5°
公路及各類建筑在投入運營一段時間后,質量缺陷容易逐漸顯露,而支座問題作為建筑工程中常見的早期病害,已引起行業內的廣泛重視。影響板式橡膠支座質量的因素眾多,在采購與使用過程中,需重點關注原材料品質、生產工藝精度、結構設計合理性等關鍵環節,從源頭把控支座質量。
對于個別出現嚴重質量問題且難以更換的橡膠支座,可采用增設輔助支座的處理方式,在原支座旁增設符合規格的橡膠支座,優化梁體與原支座的受力性能,保障結構整體安全。
梁的震害通常與支座性能密切相關,主要表現為橋臺震害、橋墩震害、支座震害等引起的安全隱患,嚴重時可能導致主梁墜落,這是工程中需要極力避免的嚴重震害現象。
機械性能(含沖擊韌性 AKV 值)需采用隨爐試棒檢驗,每爐配制兩套試棒(每套含拉伸試棒、沖擊試棒各 3 根):第一套由鑄件廠測試,提供抗拉強度(≥400MPa)、屈服強度(≥235MPa)、伸長率(≥22%)、沖擊韌性(-20℃時 AKV≥34J)報告;第二套由支座生產廠家復測,復測合格率需 100%,若單根試棒不達標需加倍取樣,仍不達標則該爐鑄件報廢。
硫化工藝要求:不同規格的橡膠支座需匹配對應的硫化時間與溫度,若硫化不充分,會導致橡膠內部 “夾生”,嚴重影響產品強度、彈性及耐久性,生產過程中需嚴格遵循工藝標準。
無論采用現澆梁法還是預制梁法施工,無論選用何種規格、類型的橡膠支座,墩臺頂部必須設置支承墊石。墊石需滿足:強度≥C40,平面尺寸比支座外擴 50mm 以上,頂面平整度誤差≤2mm/m,其作用包括:①保證支座與墩臺、梁體的密貼傳力;②為后續支座安裝、調整、更換提供操作空間;③避免墩臺頂面直接受力導致的局部破損。
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