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(shí)可適當(dāng)降至8MPa);對(duì)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(yán)格控制對(duì)確保支座長(zhǎng)期性能至關(guān)重要。
儀器檢測(cè):采用聯(lián)用技術(shù):NMR(核磁共振)分析橡膠分子結(jié)構(gòu);X 熒光光譜檢測(cè)鋼板化學(xué)成分;IR(紅外光譜)、質(zhì)譜儀鑒定橡膠品種(天然膠 / 三元乙丙膠)及助劑(防老劑、硫化劑);譜圖分析:對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù),量化各成分含量;綜合驗(yàn)證:結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)與工程需求,提供成分優(yōu)化建議(如替換低成本助劑)。
LRB500隔震支座的構(gòu)造,LRB500隔震支座由以下幾個(gè)部分組成:
安裝質(zhì)量是支座使用壽命的重要影響因素,因此在安裝時(shí),一是保證支座在墩、臺(tái)上的位置要準(zhǔn)確;二是保證橡膠板上下表面與墩臺(tái)支撐墊石、梁板底面平整緊貼無(wú)縫隙,更不能出現(xiàn)脫空形象,當(dāng)建筑有縱坡且小于3%時(shí),要采取措施保證支座平面保持水平均勻受力;三是安裝支座時(shí)好在氣溫略低于全年平均氣溫季節(jié)里(石家莊地區(qū)以秋季為宜)進(jìn)行,以保證支座在高溫或低溫時(shí)偏位不至于太大。
對(duì)于個(gè)別支座出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題但又難以立即更換的情況,可以采用增設(shè)支座的方案進(jìn)行補(bǔ)救。即在原支座旁邊增設(shè)符合規(guī)格要求的新支座,通過(guò)改善梁體和原支座的受力分布狀態(tài),確保結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。
要準(zhǔn)確計(jì)算出原支座和現(xiàn)支座的高度差,保證頂升的同步性;5.采用頂升施工時(shí),應(yīng)盡量縮短支座更換的時(shí)間;6.頂升施工時(shí)宜采用多頂小力多點(diǎn)布設(shè)的方法,一是為確保安全,二是減小對(duì)梁體集中受力過(guò)大而產(chǎn)生不利影響;7.施工時(shí)盡量減少橋面荷載,對(duì)實(shí)施處理的建筑應(yīng)封閉交通;8.如采用搭設(shè)支撐平臺(tái)的方案,必須對(duì)地質(zhì)情況、墩臺(tái)受力條件等進(jìn)行調(diào)查和驗(yàn)算;9.必要時(shí)對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行演算,尤其是連續(xù)結(jié)構(gòu),避免引起上部構(gòu)在附加內(nèi)力過(guò)大而引起破壞;10.由于建筑本身可能存在其他病害,在建筑橡膠支座更換過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)原有其他病害的監(jiān)測(cè)。
同步受力:同一片梁的各個(gè)支座必須置于同一設(shè)計(jì)標(biāo)高平面上,以確保支座均勻受力,嚴(yán)格避免支座的偏心受壓、不均勻支承及個(gè)別支座脫空等不利現(xiàn)象。
在我國(guó),云南省因地震頻發(fā)成為建筑減隔震技術(shù)推廣應(yīng)用的重點(diǎn)區(qū)域,當(dāng)?shù)貙W(xué)校、幼兒園等建筑已全面采用減隔震技術(shù),相關(guān)要求可參考云南省住建廳《關(guān)于明確隔震減震建筑工程有關(guān)問(wèn)題的通知》(云建震 2017-294 號(hào)),文件對(duì)技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)作出了明確規(guī)范。減隔震技術(shù)的核心載體之一為建筑支座,其性能與運(yùn)維直接影響工程抗震效果,本文將圍繞橡膠支座的特性、施工、病害及問(wèn)題處置展開(kāi)闡述。

“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)。
天水摩擦擺支座(FPS):利用球面滑動(dòng)摩擦原理,允許建筑物在水平方向上有位移,從而減小地震沖擊力。
對(duì)于個(gè)別出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題且難以更換的橡膠支座,可采用增設(shè)輔助支座的處理方式,在原支座旁增設(shè)符合規(guī)格的橡膠支座,優(yōu)化梁體與原支座的受力性能,保障結(jié)構(gòu)整體安全。
天水FPS建筑摩擦擺支座(Friction Pendulum System,簡(jiǎn)稱(chēng)FPS)是一種用于建筑物抗震設(shè)計(jì)的擺式隔震系統(tǒng)。它基于摩擦力和擺動(dòng)原理,旨在通過(guò)球面擺動(dòng)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)周期和滑動(dòng)界面摩擦消耗地震能量,從而實(shí)現(xiàn)隔震功能。
橡膠支座作為建筑與橋梁工程隔震、承載體系的核心構(gòu)件,其結(jié)構(gòu)優(yōu)化、施工質(zhì)量、隔震設(shè)計(jì)合理性直接決定工程抗震安全性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。本文結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新成果、施工常見(jiàn)問(wèn)題及規(guī)范要求,系統(tǒng)闡述橡膠支座相關(guān)技術(shù)要點(diǎn),為工程實(shí)踐提供專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)。
橡膠的彈性還能消減上下部結(jié)構(gòu)所受的動(dòng)力作用,這對(duì)于抗震也十分有利。橡膠的彈性模量與橡膠的硬度與溫度有關(guān)。橡膠墊隔震的樓房住宅正面臨越來(lái)越大的需求。橡膠隔震墊在正常使用和維護(hù)下,壽命可達(dá)80~100年以上,可以與建筑壽命保持同步。橡膠隔震支座安裝好后,應(yīng)立即采取措施保護(hù),防止意外損傷。橡膠隔震支座安裝施工技術(shù)橡膠隔震支座安裝注意事項(xiàng)橡膠隔震支座保護(hù)護(hù)角隔震支墩橡膠隔震支座存放、安裝處,不得堆放易燃易爆物品;橡膠隔震支座的研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)橡膠隔震支座地表面清潔、無(wú)油污、泥沙、破損等;橡膠隔震支座更換施工技術(shù)橡膠隔震支座及下預(yù)埋板地中心標(biāo)志齊全、清晰;橡膠隔震支座進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須進(jìn)行驗(yàn)收。
縫寬設(shè)置:按隔震層最大水平位移 + 20% 安全裕量,通常 50~100mm;填充材料:采用彈性聚氨酯泡沫(壓縮變形率≥50%),外側(cè)設(shè)鋁合金蓋板;防水處理:縫內(nèi)側(cè)涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料,避免雨水滲入隔震層。
盆式橡膠支座安裝過(guò)程中,底部及錨栓孔處空隙需采用重力灌漿方式灌注。規(guī)范的灌漿操作應(yīng)從支座中心部位開(kāi)始,逐步向四周擴(kuò)散注漿,直至從模板與支座底板周邊的間隙處可清晰觀(guān)察到灌漿材料完全充盈。這種灌注順序確保了氣體有效排出,避免空鼓缺陷。

地震綜合觀(guān)測(cè)基地由大連市建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì),在建筑基礎(chǔ)部位加裝34個(gè)隔震支座,具備以下三方面優(yōu)點(diǎn):一是建筑隔震橡膠支座耐久性好,抗低周期疲勞性能、抗熱空氣老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均較好,其壽命可達(dá)80~100年,期間的隔震力學(xué)性能不會(huì)發(fā)生明顯變化;二是具有足夠的安全儲(chǔ)備,水平變形250%不會(huì)影響使用,另外具有足夠豎向承載力保證穩(wěn)定的支撐建筑物,建筑隔震橡膠支座結(jié)構(gòu)中的隔震層具有穩(wěn)定的彈性復(fù)位功能,能在多次地震中自動(dòng)瞬時(shí)復(fù)位;三是設(shè)計(jì)及施工方便,因建筑隔震橡膠支座的設(shè)計(jì)與配方科學(xué)合理,與傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)相比,上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)減小到前者的1/4~1/8左右,安全可靠度大大提高,建筑的設(shè)防目標(biāo)一般可以提高一個(gè)設(shè)防等級(jí);傳統(tǒng)的設(shè)防目標(biāo)是小震不壞,中震可修,大震不倒,而隔震建筑能做到小震不壞,中震不壞或輕度損壞,大震不喪失使用功能,其潛在的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分可觀(guān)。
壓剪承載力定義為橡膠支座在特定水平變形下的豎向承載能力。在10-15MPa豎向壓應(yīng)力作用下,規(guī)范通常要求支座極限水平剪切變形達(dá)到350%時(shí),仍不出現(xiàn)壓剪破壞,這確保了支座在大震下的安全性。
水平度誤差控制:支承支座的支墩(或柱)頂面,其水平度誤差施工后應(yīng)不大于0.5%。支座安裝就位后,其頂面的綜合水平度誤差應(yīng)進(jìn)一步控制在不大于0.8%的范圍內(nèi)。
類(lèi)型裂紋鋼板不均勻支座支座位置劣化等級(jí)外露取口與雎膠脫空剪切串動(dòng)AA(極嚴(yán)重)裂縫寬于2MM,外露長(zhǎng)串動(dòng)大于水平裂縫長(zhǎng)度大于度大于//TANα>0.45相應(yīng)相應(yīng)邊長(zhǎng)50%100MM邊長(zhǎng)25%A1(嚴(yán)重)裂縫寬于2MM,水平裂縫長(zhǎng)度大于相應(yīng)邊長(zhǎng)25%局部外露沿支座一側(cè)外鼓長(zhǎng)度占相應(yīng)邊長(zhǎng)25%有脫空/串動(dòng)小于相應(yīng)邊長(zhǎng)25%沿支座一裂縫寬度1~2MM惻外鼓長(zhǎng)B(較重)水平裂縫長(zhǎng)度大于相應(yīng)邊長(zhǎng)25%/度占相應(yīng)邊長(zhǎng)10%~25%///裂縫寬度0.5~1MM,沿支座-側(cè)外鼓長(zhǎng)C(中等)水平裂縫長(zhǎng)度大于相應(yīng)邊長(zhǎng)10%/度小于相應(yīng)邊長(zhǎng)10%///龜裂,裂縫寬度小于0.5MM,D(輕激)無(wú)水滬裂縫在確定建筑支座性能劣化類(lèi)型和劣化等級(jí)時(shí),應(yīng)在光線(xiàn)明亮的條件下用肉眼及適當(dāng)?shù)臋z測(cè)設(shè)備(如裂縫放大鏡、角尺、塞尺等)檢查。
硫化工藝要求:不同規(guī)格的橡膠支座需匹配對(duì)應(yīng)的硫化時(shí)間與溫度,若硫化不充分,會(huì)導(dǎo)致橡膠內(nèi)部 “夾生”,嚴(yán)重影響產(chǎn)品強(qiáng)度、彈性及耐久性,生產(chǎn)過(guò)程中需嚴(yán)格遵循工藝標(biāo)準(zhǔn)。
在實(shí)際應(yīng)用中,需根據(jù)具體的工程需求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇合適類(lèi)型和規(guī)格的天水摩擦擺隔震支座,并確保其設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以充分發(fā)揮其隔震效果,提高建筑物的抗震安全性。摩擦擺隔震支座在建筑、橋梁等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
按技術(shù)性能可以分為:A.支座豎向轉(zhuǎn)角≥40′;豎向承載力1000-50000KN共分28級(jí),非滑移表面的水平承載力為豎向的10%;摩擦系數(shù):常溫型μ≤0.04;耐寒型μ≤0.06盆式橡膠支座壓縮變形值不得大于支座總高度的2%,盆環(huán)的徑向變形不得大于盆環(huán)外徑的0.5‰其中固定式非滑移方向的水平承載力均不小于支座堅(jiān)向承載力的10%。
剪切變形超標(biāo):由位移量過(guò)大或初始安裝偏差導(dǎo)致,需根據(jù)結(jié)構(gòu)位移需求選擇合適類(lèi)型的支座(如大位移時(shí)選用四氟滑板支座),控制安裝傾斜度。

精確就位:必須確保支座的每個(gè)組件都處于設(shè)計(jì)要求的垂直位置。考慮到安裝溫度與設(shè)計(jì)溫度的差異,支座在縱向上預(yù)設(shè)的偏移距離必須與計(jì)算值完全相符。
板式橡膠支座作為我國(guó)橋梁與建筑領(lǐng)域核心承重構(gòu)件,其研發(fā)與應(yīng)用始于1965 年—— 由上海橡膠制品研究所、上海市政工程研究所、上海市政設(shè)計(jì)院聯(lián)合啟動(dòng)研制與性能試驗(yàn),突破了橡膠 - 鋼板硫化粘結(jié)、承載力優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。此后,該技術(shù)逐步在全國(guó)推廣應(yīng)用,先后在廣東、上海、山東、廣西、福建、江蘇、浙江、安徽等省份的公路橋梁中落地,覆蓋簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋等多種結(jié)構(gòu)形式,為我國(guó)早期交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了重要技術(shù)支撐,也為后續(xù)疊層橡膠隔震技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
耐火、抗壓橡膠支座的分析和板式橡膠支座的構(gòu)造優(yōu)化持續(xù)推動(dòng)著支座技術(shù)進(jìn)步,為提高工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性提供了有力保障。
水平變形能力大:具有較大的水平位移能力,能夠適應(yīng)結(jié)構(gòu)在地震等作用下的變形需求。
板式橡膠支座:構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格經(jīng)濟(jì),內(nèi)部加勁鋼板確保了其豎向承載力,同時(shí)橡膠層提供必要的水平變形能力。鋼板必須符合厚度與材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)過(guò)除銹、噴砂處理,以保證與橡膠的牢固粘結(jié)。
支座施工與安裝要點(diǎn)支承墊石:用于安放支座的支承墊石,其平面尺寸應(yīng)大于支座尺寸(一般每邊寬出約10cm),并具備足夠的強(qiáng)度以承受上部荷載。
多類(lèi)型適配場(chǎng)景:包括普通板式隔震支座、懸掛式隔震支座等。懸掛式隔震通過(guò)建筑構(gòu)造懸掛設(shè)計(jì),削弱地震波對(duì)主體結(jié)構(gòu)的沖擊,減少地震時(shí)建筑物的搖晃程度,適配不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型需求。
梁體安裝控制:實(shí)施"再落梁"工藝時(shí),需保證在重力作用下支座上下表面保持平行且與梁底、墩臺(tái)頂面完全密貼。同時(shí)應(yīng)確保兩端支座處于同一平面,嚴(yán)格控制梁體縱向傾斜度,以支座不產(chǎn)生初始剪切變形為最佳狀態(tài)。
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