在支座底面增设直径D=2.5mm的半圆形橡胶圆环,当支座承受荷载时,底部圆环首先发生变形压密,从而优化底面受力分布,有效预防或改善支座底面脱空问题,确保受力均匀传递。
橡胶支座技术的精细化应用是工程抗震安全的关键,需从性能检测、配方优化、安装施工、维护更换全流程把控质量。隔震技术正朝着微米级控制、智能化方向升级,未来需持续深化技术研究,结合工程实际需求推动技术落地,为建筑工程的抗震耐久性提供保障。
摩擦摆支座的原理是依据摩擦阻力来实现结构调整和减震的。其基本原理如下:
在实际应用中,摩擦摆支座已在建筑、桥梁等工程中得到了成功应用。它能减小传递到结构中的侧向力和水平振动,使结构在地震下免受破坏。例如在桥梁正常运行时,它具有与普通支座相同的功能;而当地震来临时,剪力螺栓剪断,通过圆弧面之间的相对滑动,利用钟摆原理和重力做功,将地震动能转化为势能,实现阻尼功效,同时有效延长结构自振周期,避免桥梁下部墩柱在地震作用下发生塑性破坏,并且在震后在上部结构自重作用下可实现自恢复。
隔震支座作为建筑与桥梁工程抗震体系的核心构件,其性能设计、施工安装与运维管理直接影响工程抗震安全性,尤其在中高烈度地震区域,隔震支座的合理应用对突破建筑高度限制、提升土地利用效率具有重要意义。本文结合工程实践,系统梳理各类隔震支座的特性、施工要点、使用寿命及隔震技术应用效益,为工程技术应用提供参考。
当支座采用焊接连接时,在顶、底板相应位置处预埋钢板,支座就位后用对称继续方式焊接。当支座采用焊接连接时,在支座顶,底板相应位置处预埋钢板,支座就位后用对称断续方式焊接。当纵坡坡度大于1%时,应采用预埋钢板、混凝土垫块或其它措施将梁底调平,保证橡胶支座平置。到20世纪90年代,全至少有30多个和地区开展“基础隔震”技术的研究。到当前为止未发现任何问题,运用结果优越。到了1996年日本采用隔震设计的建筑数口达到了230栋。等待两片T梁间横隔板焊成整体后,方可拆除临时支撑。等待砂浆硬化后拆除调整支座水平用的垫块并用环氧沙浆填满垫块位置。
氯丁橡胶板块装入钢盆时,需通过分段加压(从中心向四周)排除内部空气,确保橡胶与钢盆内壁紧密贴合,密封后需进行气密性测试(加压 0.05MPa,保压 30min 无泄漏),防止雨水渗入导致钢盆锈蚀。
耐久性好,耐高温,力学性能受周围环境温度影响小。
.jpg)
支座的正确安装是保证其使用效果的关键环节。在施工过程中,需要严格控制以下技术参数:水平精度倾斜度:≤1/500;隔震支座与设计标高高度差:±3mm;隔震支座位置精度:X-Y方向±5mm
按结构形式分类支座的种类多样,以适应不同的工程需求,主要包括:
适用结构:高架桥坡梁、斜交梁(斜交角≤45°)、曲梁等异形结构;多跨连续梁、简支梁连续板等需适应温度变形、地震位移的建筑;造价低于盆式支座约 30%,安装便捷,适用于对经济性与可靠性均有要求的工程。
在建筑工程设计中,结构经济性优化是一个关键环节,对于采用隔震技术的建筑而言,这一优化过程更为复杂且重要。以砌体结构为例,通过对多个实际工程案例的分析发现,当按规范增加 1 - 2 层时,隔震建筑的造价与抗震建筑基本持平 。这是因为虽然隔震技术在前期需要投入一定的成本用于设置隔震支座和相关构造,但随着建筑层数的增加,上部结构所承受的地震作用通过隔震层的有效隔离而大幅减小,从而在结构设计上可以适当降低构件的尺寸和配筋要求,在一定程度上弥补了隔震技术带来的额外成本,使得整体造价保持相对稳定 。
建筑隔震橡胶支座分为有芯型与普通型两类,安装连接方式为:下支墩生根于下层框架柱,其顶面预埋带锚筋及螺栓套筒的下预埋板,支座通过高强螺栓与下预埋板固定;上支墩的预埋螺栓套筒则通过高强螺栓直接连接支座上连接板,形成稳定的传力体系。
摩擦摆支座具有隔震和减震功能,其应用领域较为广泛,主要包括以下方面:
盆式橡胶支座是由钢构件与橡胶组合而成的新型支座,具有承载能力大、水平位移显著、转动灵活等特点。其构造特点是将橡胶块放置在钢制盆腔内,通过橡胶的压缩和盆环的变形来适应结构的转角和位移。
随着建筑减震、隔震技术在全国范围的大力推广,云南机械科技有限公司于2015年开始进军减震、隔震行业,经过3年的努力,我公司已成功研发出性能可靠、质量上乘的隔震支座,并在武汉华中科技大学检测实验室一次性通过橡胶隔震支座检测认证,受到广大业内专家的一致好评,且我公司产品已于2018年5月8日在云南省住房城乡建设厅官方网站进行了公示(第三批)。
.jpg)
支座是建筑结构中连接上部结构与下部墩台的关键传力部件,其核心功能在于将上部结构的反力(如压力、拉力)可靠地传递给墩台,并适应由荷载、温度变化、混凝土收缩徐变等因素引起的梁体转动与水平位移。一个合理的支座设计能确保传力路径顺畅,避免应力过度集中,对保证建筑整体安全、耐久及平顺运行至关重要。
LRB铅芯隔震支座选用原则:支座选型时,可根据桥梁所在地区的地震动峰值加速度直接选用相应的支座型号规格,且应考虑选用支座的水平刚度及剪应变检算是否满足相应地震力作用下的使用要求。支座选型时应根据跨度和温度变化幅度,并考虑施工偏差等因素选用相应位移量的支座。支座选型应满足实际桥梁结构的空间位置要求,锚固螺栓应避免与结构受力钢筋位置冲突。
固定点设定:连续梁桥等结构需设置固定支座,其位置可选择在中墩或桥台上。选择时,需综合考虑荷载大小与位移量,从而决定采用橡胶支座还是金属支座。
竖向极限拉应力测试:通过仅施加轴向拉力并缓慢分级加载至破坏,可测得支座的竖向极限拉应力,为设计提供依据。
墩高:墩高对摩擦摆支座的墩底弯矩减隔震效果有较大影响,较低墩高的墩底弯矩减震率可能更好,同时墩高对支座的最大水平滑动位移也有一定影响,墩高较低时最大水平滑动位移相对较小。
多层橡胶隔震支座(LRB)由 “多层橡胶 + 加劲钢板 + 中心铅芯” 构成,功能分工明确:多层橡胶 + 加劲钢板:承担上部结构竖向荷载(压缩变形≤橡胶厚度 15%),提供水平弹性恢复力;铅芯:剪切变形时通过塑性变形耗散地震能量(阻尼比 20%-30%),震后通过铅芯动态恢复与再结晶、橡胶剪切拉力共同作用,推动建筑自动复位(复位偏差≤5mm),无需人工干预。
橡胶支座的质量从根本上取决于生产过程的关键控制点:
在墩台上对于简支梁而言一端设固定支座,另一端设活动支座,固定支座与活动支座的布置,遵守以下原则确定:对桥跨结构而言,好建筑的下弦在制动力的作用下受压,能抵消—部分竖向荷载在下弦产生的拉力;对桥墩而言,好使制动力的作用方向指向桥墩中心,墩顶圬工在制动力的作用下受压而不是受拉;对于桥台而言,好的制动力方向指向河岸,使桥台顶部圬工受压,并能平衡一部分台后填土压力。
.jpg)
LRB500隔震支座适用于7度及以上地震烈度区的各类建筑结构,能够在-40℃至+60℃的温度范围内稳定工作,具有耐腐蚀和抗老化的特点,特别适用于沿海地区。该支座符合国家标准《橡胶支座一第3部分:建筑隔震橡胶支座》(GB20688.3-2006)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)等。
在使用极限状态之下,聚氨脂圆盘应按下列要求设计:由总荷载引起的瞬时变形不得超过圆盘不受力时厚度的10%,由徐变引起的附加变形不超过圆盘不受力时厚度的8纬;支座部件在任何部位都不相互脱离;圆盘的平均应力不超过35MPA,如果圆盘的外表面不是垂直的,应力应按圆盘的小平面面积来计算。
盆式橡胶支座:将承压的橡胶块放置在钢制盆腔内,通过橡胶的三向受压状态提供更高的承载能力,适用于大跨径桥梁。
无论技术形式如何创新,“隔震功能有效实现(地震时耗散能量)” 与 “持续实现(全寿命周期性能稳定)” 始终是核心 —— 需通过材料改良(如纳米改性橡胶)、智能监测(植入光纤传感器实时测应变)等技术,确保隔震体系长期可靠。
定期观测:对支座状况,特别是已存在潜在问题的支座,应记录裂缝、位移等数据的变化趋势。
限位装置:不同的限位装置各有优缺点,其选择是否合适会影响摩擦摆支座的隔震效果。限位装置的设计需要考虑桥梁结构受力体系等相关问题,因为在地震作用下,桥梁结构因限位装置的参与会改变受力状态,使下部结构内力分布和位移发生变化。如果仅将限位装置作为构造措施,或忽略其与主梁的碰撞作用,可能会对桥梁结构造成不安全的影响。
当支座采用焊接连接时,在顶、底板相应位置处预埋钢板,支座就位后用对称继续方式焊接。当支座采用焊接连接时,在支座顶,底板相应位置处预埋钢板,支座就位后用对称断续方式焊接。当纵坡坡度大于1%时,应采用预埋钢板、混凝土垫块或其它措施将梁底调平,保证橡胶支座平置。到20世纪90年代,全至少有30多个和地区开展“基础隔震”技术的研究。到当前为止未发现任何问题,运用结果优越。到了1996年日本采用隔震设计的建筑数口达到了230栋。等待两片T梁间横隔板焊成整体后,方可拆除临时支撑。等待砂浆硬化后拆除调整支座水平用的垫块并用环氧沙浆填满垫块位置。
四氟滑板式橡胶支座:通过四氟乙烯板与不锈钢板相对滑动适应梁体位移,位移量较大,常用于温度变形显著的桥梁。 此外,隔震支座采用薄橡胶与钢板交替叠合的整体硫化结构,可降低地震反应70%~90%,显著提升结构抗震性能。
24小时咨询热线:
13323182312
QQ在线咨询:
839308866
微信号:
13323182312