板式橡膠支座定義與構(gòu)成:由多層天然橡膠與至少兩層同等厚度的薄鋼板經(jīng)鑲嵌、粘合、硫化等工藝復(fù)合而成的一種橋梁支承裝置。
減小有震動(dòng)物體擾動(dòng)而與去的震動(dòng),目的在于隔離震源。相反,如果隔震器的實(shí)際是依據(jù)分析震源的激勵(lì)信號(hào)以減弱震源強(qiáng)度,而不是依據(jù)隔震體的隔震要求,則稱之為主動(dòng)隔震。例如,在發(fā)動(dòng)機(jī)底座上安裝隔震器,以抵消發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)對(duì)底座的影響,這類通過(guò)抑制震源震動(dòng)對(duì)隔震對(duì)象影響的隔震方式即為主動(dòng)隔震。
梁體與支座密貼控制:安裝預(yù)制梁時(shí),需保證梁底與墊石頂面平行、平整,使梁底、支座上下表面及墊石頂面全部密貼,避免偏心受壓、脫空或不均勻受力;若支座寬度小于梁筋底寬度,需在支座底部設(shè)置大型鋼筋混凝土梁桿支座墊或厚板轉(zhuǎn)換層,防止局部壓縮及應(yīng)力集中。
罕遇地震下的性能要求:在罕遇地震作用下,規(guī)范要求對(duì)隔震支座進(jìn)行嚴(yán)格的應(yīng)力驗(yàn)算:豎向壓應(yīng)力需在允許范圍內(nèi),同時(shí)豎向拉應(yīng)力不應(yīng)大于0MPa,以避免支座在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中因受拉而失效。
超轉(zhuǎn)角的危害:橡膠支座的設(shè)計(jì)允許轉(zhuǎn)角一般不超過(guò)0.01 rad。一旦超出該范圍,支座將處于非正常的工作狀態(tài),加劇結(jié)構(gòu)安全隱患,可能導(dǎo)致變形失控與結(jié)構(gòu)性損傷。
適應(yīng)性廣:雞西FPS摩擦擺支座適用于各種不同類型的建筑物和橋梁,并且可以根據(jù)具體工程需求進(jìn)行定制設(shè)計(jì)。
板式橡膠支座內(nèi)部使用的加勁鋼板,通常采用冷軋普通Q235鋼板,其各項(xiàng)機(jī)械性能需嚴(yán)格符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
各種機(jī)械要盡量選擇低污染型,同時(shí)做到合理操作、妥善保養(yǎng),避免因非正常使用帶來(lái)噪音或不良影響。根據(jù)測(cè)量記錄確定支座墊石頂面標(biāo)高的調(diào)整高度。根據(jù)該跨的位置,結(jié)合具體施工,準(zhǔn)確核對(duì)該跨箱梁的支座的型式。根據(jù)工程需求參數(shù),結(jié)合結(jié)構(gòu)/非結(jié)構(gòu)構(gòu)件易損性數(shù)據(jù)庫(kù),確定評(píng)價(jià)對(duì)象所包含的全部構(gòu)件的損傷狀態(tài);根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象全部構(gòu)件的損傷狀態(tài),評(píng)估其在給定地震水準(zhǔn)下的修復(fù)時(shí)間、修復(fù)費(fèi)用和人員損失;根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象在給定地震水準(zhǔn)下的修復(fù)時(shí)間、修復(fù)費(fèi)用和人員損失指標(biāo),綜合評(píng)價(jià)其抗震韌性等級(jí)。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)與支座轉(zhuǎn)動(dòng)中心的相對(duì)位置,球面轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以與平面滑動(dòng)方向一致或相反。

豎向隔震(振)設(shè)計(jì)中,隔震(振)裝置需具備合適的豎向剛度,使隔震(振)體系的豎向自振周期遠(yuǎn)離上部結(jié)構(gòu)自振周期及場(chǎng)地(或振源)特征周期(或激振周期),從而有效隔離豎向震(振)動(dòng),降低上部結(jié)構(gòu)震(振)動(dòng)反應(yīng)。
耗能能力:通過(guò)內(nèi)部材料的變形和摩擦,有效消耗地震能量。
減小有震動(dòng)物體擾動(dòng)而與去的震動(dòng),目的在于隔離震源。相反,如果隔震器的實(shí)際是依據(jù)分析震源的激勵(lì)信號(hào)以減弱震源強(qiáng)度,而不是依據(jù)隔震體的隔震要求,則稱之為主動(dòng)隔震。例如,在發(fā)動(dòng)機(jī)底座上安裝隔震器,以抵消發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)對(duì)底座的影響,這類通過(guò)抑制震源震動(dòng)對(duì)隔震對(duì)象影響的隔震方式即為主動(dòng)隔震。
隔震支座安裝節(jié)點(diǎn):通常在下支墩頂面預(yù)埋帶有錨筋及螺栓套筒的下預(yù)埋板,支座通過(guò)高強(qiáng)度螺栓與上下連接件可靠連接。
橡膠支座更換與維護(hù)施工:支座修補(bǔ)更換需制定針對(duì)性施工方案:頂升及支座施工方案需結(jié)合建筑下部結(jié)構(gòu)伸縮縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);千斤頂類型根據(jù)實(shí)際工況選擇,若建筑設(shè)計(jì)未預(yù)留千斤頂操作位置,需搭建腳手架輔助施工。
橡膠支座的驗(yàn)收檢測(cè)項(xiàng)目橡膠支座的驗(yàn)收及檢測(cè)主要包括:拉伸性能(拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等)、彎曲性能(彎曲強(qiáng)度等)、壓縮性能(永久變形率等)、耐撕裂性能、剪切性能(穿孔剪切、層間剪切、沖壓式剪切)、硬度、耐疲勞性能、摩擦和磨耗性能(摩擦系數(shù)、磨耗)、蠕變性能(拉伸、彎曲、壓縮)、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能(自動(dòng)衰減振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)共振、強(qiáng)迫振動(dòng)非共振)橡膠燃燒性能主要包括:垂直燃燒、水平燃燒、涂覆織物燃燒性能、氧指數(shù)橡膠耐候性(老化、溫度沖擊、耐油等)高低溫溫度快速變化實(shí)驗(yàn)、高低溫恒定濕熱試驗(yàn)、溫度沖擊試驗(yàn)、鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)、紫外光耐候?qū)嶒?yàn)、氙燈耐氣候試驗(yàn)、臭氧老化試驗(yàn)、二氧化硫/硫化氫試驗(yàn)、箱式淋雨實(shí)驗(yàn)、霉菌交變?cè)囼?yàn)、沙塵實(shí)驗(yàn)、高溫、高壓應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)機(jī)、耐介質(zhì)(水、各有機(jī)溶劑、油)橡膠粘結(jié)性能測(cè)試硫化橡膠與金屬粘結(jié)拉伸剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、扯離強(qiáng)度、硫化橡膠與單根鋼絲粘合強(qiáng)度、硫化橡膠或熱塑性橡膠與織物粘合強(qiáng)度生膠、未硫化橡膠測(cè)試門(mén)尼粘度、威廉士可塑度、華萊士可塑度、含膠量、灰分、揮發(fā)分等測(cè)試其他理化性能:硬度、密度、介電常數(shù)、導(dǎo)熱率、蒸汽透過(guò)速率、溶脹指數(shù)和橡膠化學(xué)金屬、硫以及聚合物檢測(cè)因此,曲線梁橋的支承布置是否合理是1個(gè)十分重要問(wèn)題。
四氟板式橡膠支座需要進(jìn)行中心受壓試驗(yàn),主要測(cè)試支座在受壓狀態(tài)下的壓應(yīng)力與壓應(yīng)變關(guān)系,以及在設(shè)計(jì)荷載作用下的壓縮變形值和殘余變形值。通過(guò)這些試驗(yàn)數(shù)據(jù),可以準(zhǔn)確確定支座的抗壓彈性模量與抗壓形變模量。
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(shí)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(guò)梁底不銹鋼板與低摩擦系數(shù)的四氟板相對(duì)滑動(dòng)實(shí)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。

四氟橡膠支座的安裝尤為關(guān)鍵:支座需按設(shè)計(jì)支承中心準(zhǔn)確就位,確保梁底上鋼板與支座上下面完全密貼;同一片梁端的兩個(gè)支座應(yīng)置于同一平面,避免偏心受壓、不均勻支承或局部脫空現(xiàn)象。
硫化工藝控制:硫化過(guò)程中的時(shí)間與溫度參數(shù)至關(guān)重要。不同規(guī)格的橡膠支座需要匹配相應(yīng)的硫化時(shí)間,若未能達(dá)到規(guī)定時(shí)間,將導(dǎo)致內(nèi)部膠料硫化不充分而形成"夾生"現(xiàn)象,嚴(yán)重影響產(chǎn)品最終質(zhì)量。
“自由布置” 是近年來(lái)隔震支座的創(chuàng)新應(yīng)用模式,核心設(shè)計(jì):通過(guò)上下兩塊厚鋼板(厚度≥50mm,材質(zhì) Q345B)作為受力載體,中間設(shè)置無(wú)數(shù)小型隔震墊(直徑 100mm-200mm)或整體 “隔震毯”(面積根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸定制);替代傳統(tǒng)支墩與轉(zhuǎn)換層,使上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)(地下室)均可自由布置,突破傳統(tǒng)支座對(duì)結(jié)構(gòu)布局的限制,尤其適用于大空間公共建筑(如展覽館、體育館)。
隔震橡膠支座專為抗震設(shè)防設(shè)計(jì),是隔震建筑的核心構(gòu)件,能夠通過(guò)自身變形吸收地震能量,削弱地震對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的沖擊,為建筑物提供關(guān)鍵的抗震保護(hù)。
周期與豎向隔震設(shè)計(jì)要求隔震系統(tǒng)周期需符合設(shè)計(jì)規(guī)范,例如某隔震建筑針對(duì) 1080KN?M 屈服后剛度及 14200KN 重力荷載,理論周期應(yīng)為 27S,但 1999 年 AASHTO 規(guī)范為限制隔震系統(tǒng)過(guò)大位移,將該周期上限設(shè)定為 6S,工程設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵循規(guī)范要求。豎向隔震(振)設(shè)計(jì)中,隔震(振)裝置需具備合適的豎向剛度,使隔震(振)體系的豎向自振周期遠(yuǎn)離上部結(jié)構(gòu)自振周期及場(chǎng)地(或振源)特征周期(或激振周期),從而有效隔離豎向震(振)動(dòng),降低上部結(jié)構(gòu)震(振)動(dòng)反應(yīng)。
為保障施工質(zhì)量與行車安全,需通過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、技術(shù)論證優(yōu)化施工方案,擇選專業(yè)化施工水平較高的作業(yè)隊(duì)伍,配置特種新型施工設(shè)備,實(shí)施嚴(yán)密施工組織,確保支座安裝或更換工程順利推進(jìn)。
為確保橡膠支座產(chǎn)品性能,應(yīng)執(zhí)行嚴(yán)格的生產(chǎn)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),重視原材料選擇、配方研發(fā)及工藝控制,同時(shí)加強(qiáng)制程與成品質(zhì)量管理。制造企業(yè)須參照如《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)與認(rèn)證,提高支座耐久性與可靠性。
橡膠支座性能參數(shù)計(jì)算與影響分析水平剛度計(jì)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(jì)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(fù)位移;\(Q_+\)為對(duì)應(yīng)\(U_+\)的水平剪力;\(Q_-\)為對(duì)應(yīng)\(U_-\)的水平剪力。

公路及各類建筑在投入運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后,質(zhì)量缺陷容易逐漸顯露,而支座問(wèn)題作為建筑工程中常見(jiàn)的早期病害,已引起行業(yè)內(nèi)的廣泛重視。影響板式橡膠支座質(zhì)量的因素眾多,在采購(gòu)與使用過(guò)程中,需重點(diǎn)關(guān)注原材料品質(zhì)、生產(chǎn)工藝精度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性等關(guān)鍵環(huán)節(jié),從源頭把控支座質(zhì)量。
耐久性與老化問(wèn)題:板式橡膠支座的使用壽命(老化問(wèn)題) 是工程界關(guān)注的焦點(diǎn)。其壽命主要受橡膠材料、生產(chǎn)工藝及使用環(huán)境影響。在氣候炎熱地區(qū),應(yīng)注重其抗熱氧老化性能;在寒冷地區(qū),則需關(guān)注其低溫脆性。優(yōu)質(zhì)的配方和穩(wěn)定的硫化工藝是保證支座長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年使用壽命的基礎(chǔ)。
隔震橡膠支座是建筑抗震的關(guān)鍵構(gòu)件,通過(guò)柔性隔震原理削弱地震影響,核心特性如下:
施工全過(guò)程及完成后,必須對(duì)橡膠隔震支座實(shí)施嚴(yán)格的成品保護(hù)措施,包括防水、防油、防污染、防碰撞、防火以及防人為損壞。
板式橡膠支座剪切變形過(guò)大:工程實(shí)踐中存在滑板橡膠支座產(chǎn)生較大剪切變形的案例,多由安裝偏差、受力不均等因素引發(fā)。
隔震支座的核心設(shè)計(jì)特點(diǎn)是 “水平柔性、豎向承重”,其豎向剛度顯著低于混凝土構(gòu)件,具體對(duì)比需修正單位偏差并補(bǔ)充計(jì)算依據(jù):
不同結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性適配:砌體或磚混結(jié)構(gòu)隔震房屋,若按設(shè)計(jì)規(guī)范增加層數(shù),工程造價(jià)可與抗震房屋基本持平;若不增加層數(shù),工程造價(jià)通常增加 30-50 元 /㎡。
對(duì)于T梁等結(jié)構(gòu),在采用盆式橡膠支座時(shí),安裝過(guò)程中需在梁端設(shè)置臨時(shí)支撐,防止側(cè)傾。待梁體之間橫向連接構(gòu)件完成焊接并形成整體后,方可拆除支撐體系。
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