减隔震摩擦摆支座(也称为FPS摩擦摆支座)是一种特殊的减隔震装置,它利用钟摆原理和滑动界面摩擦来消耗地震能量,进而实现减震和隔震的功能。
建筑设计为保证其规范性,一般采用专图形式进行设计,各设计院在设计中直接根据实际情况进行选图设计。目前形成专图的支座产品主要有铸钢支座(包括摇轴、辊轴和铰轴支座)、盆式橡胶支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承载力高、传力均匀、耐久性好等特点,多用于连续梁及有特殊要求的建筑设计中,现也开始逐步取代盆式橡胶支座使用于简支梁桥中。
LRB500隔震支座的应用场景和标准
水平变形能力大:具有较大的水平位移能力,能够适应结构在地震等作用下的变形需求。
支座通常在工厂组装好后整件运输到工地,为保证运输过程中支座的完整性和整体性,应使用临时定位装置将支座各部件可靠连接。
待下支墩混凝土达到75%设计强度后,将橡胶隔震支座按型号分类摆放,利用塔吊将支座吊至相应的支墩上,然后使用葫芦吊和简易钢架吊起支座并安装到位。并将预埋件螺孔清理干净,涂上黄油。用高强螺栓将下连接板牢固地与下预埋板连接。高强螺栓的拧紧过程应分为初拧、复拧、终拧三个阶段,并在同一天完成。螺栓连接时,严禁用锤敲打等破坏方法强行穿入螺栓,另外要保持构件摩擦面的干燥,严禁雨中作业。
1995年日本地震的实例进一步验证了隔震建筑的良好性能。地震记录明确显示,隔震建筑所受地震作用力仅为非隔震建筑的十分之一,这些建筑在震后保持完好,设备无损,在抗震救灾中发挥了重要作用。
橡胶层开裂是较为常见的病害之一。其成因主要包括硫化工艺缺陷,在硫化过程中,如果温度、时间等工艺参数控制不当,会导致橡胶分子交联程度不均匀,从而降低橡胶的强度和韧性,使其容易出现开裂;钢板锈蚀也是一个重要因素,当支座内部的钢板因防水密封失效等原因与外界水分、氧气等接触,发生锈蚀时,铁锈的膨胀会对橡胶层产生挤压作用,导致橡胶层开裂 。对于这种病害,当检测到橡胶与钢板的粘结强度低于 0.4MPa 时,说明橡胶层与钢板之间的粘结力已严重下降,无法保证支座的正常工作,此时需要整体更换支座,以确保结构的安全 。

通过宿迁宝龙城市广场2#地块商业街1#2#楼办公楼橡胶隔震施工,基本解决了隔震橡胶支座施工预埋板质量安装及混柱帽混凝土浇筑密实度,且对在隔震工程的管理水平和技术水平有了很大的提高,同时对全面质量管理有了更深刻的认识,为以后在隔震建筑施工方面取得了宝贵的经验,取得了较好的社会和经济效益。
耐久性好,耐高温,力学性能受周围环境温度影响小。
四氟板式橡胶支座多适用于大跨径、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量的建筑。四氟板式橡胶支座适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量建筑。四氟板式橡胶支座由纯聚四氟乙烯板、氯丁橡胶和Q235钢板硫化粘结而成。四氟板式橡胶支座由上支座板、不锈钢板、凹氟板式橡胶支座、下支座板和防护罩组成。四氟板与不锈钢板间应放5201-2硅脂润滑油。四氟板与不锈钢板间应放5201一2硅脂润滑油。四氟滑板支座的安装施工方法与普通板式支座的安装方法基本相同,需要注意的就是以上几点。四氟乙烯板式橡胶支座是在普通板式橡胶支座上粘接一层厚1.5-3MM的聚四氟乙烯板而成。松动螺栓,检查有无剪断,清洗上油,以免锈死,然后重新坚固。虽然我们规定大反力,不超过容许承载力的5%,但橡胶支座实际的安全系数一般在5以上。随后,因更换旧梁及新建工程的需要,太原、上海、济南、沈阳等铁路局也都相继采用了板式橡胶支座。随着激振频率的增加,流入桥墩的总功率流逐渐下降,这是由于建筑结构的低通滤波效应。随着科技的进步、试验手段的完善以及实际应用检验,这些标准都在不断不断修订与完善。随着我国经济的高速发展,预计日后仍有更多类型车辆将出现在我国的高速公路和建筑上。
板式橡胶支座设计较盆式橡胶支座、球型支座更简洁,已成为大跨度建筑结构支座的重要选择,成功应用于多项大跨度桥梁工程,展现出适配大跨度结构的技术优势。
材料检测:橡胶、加劲钢板及四氟乙烯板等原材料需符合物理机械性能规定。
超转角的危害:橡胶支座的设计允许转角一般不超过0.01 rad。一旦超出该范围,支座将处于非正常的工作状态,加剧结构安全隐患,可能导致变形失控与结构性损伤。
1981年铁道科学研究院曾对在安徽固镇铁路桥上使用了10年之后取下的支座进行力学性能测定,实测支座〔150MM300MM28MM)抗压弹性模量E=527MPA,与铁路标准值670MPA相比抗压模量还略有下降;剪切模量实测为1.315MPA比理论值1.1MPA增加约19.55%。
随着工程需求升级,未来可能出现 “多级隔震”(如基础隔震 + 楼层隔震)、“底盘上部分隔震”(适用于超高层建筑)等组合形式,核心挑战在于:多隔震层刚度匹配,避免变形集中失衡;长期性能稳定性,需通过加速老化试验验证 50 年寿命。

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。
预制结构橡胶支座安装的核心在于确保梁底垫石顶面平整度、支座下承面的完全密贴。必须杜绝局部悬空、偏压及受力不均等现象,保证荷载有效传递。
板式橡胶支座以多层橡胶与钢板交替叠置为基础结构,核心通过自身剪切变形适应梁体伸缩位移。安装前需设置支承垫石,要求梁体底面与墩台支承垫石顶面平整度达标:垫石长度、宽度宜比支座对应尺寸大 50mm 左右,顶面相对水平误差不大于 1mm,相邻墩台垫石顶面相对水平误差不大于 3mm。
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 。
曲率半径:曲率半径过大可能导致桥板大幅度晃动,增加落梁的概率;曲率半径过小则会使减震球摆的晃动太小,不利于消耗地震能量。在高速铁路桥梁摩擦摆支座隔震设计中,应当考虑曲率半径对梁体位移、支座残余位移和桥墩内力的影响,再因地制宜选择合适的曲率半径。
FPS摩擦摆支座通常由一个上座板、一个下座板以及一个位于两者之间的球面滑动面构成。上座板与上部结构相连,而下座板则与基础或地面相连。在地震发生时,上座板相对于下座板在球面滑动面上滑动,产生摩擦耗能,从而减小地震能量对上部结构的影响。
之后又下达了进行圆形板式橡胶支座的试验研究和对矩形板式橡胶支座的补充试验研究课题,交通部公路规划设计院又分别委托铁道部科学研究院在500T和2000T压力试验机上进行了批量圆形、矩形和较大规格的板式橡胶支座试验,在取得大量可靠试验数据的基础上,对原规范中相关矩形板式橡胶支座的一些设计参数进行了修订,并将圆形板式橡胶支座试验和对矩形板并于1993年发布了交通行业标准《公路建筑板式橡胶支座》。
在弯、斜桥的使用中优点突出非常明显知道国标板式橡胶支座需要检测哪些项目吗,板式橡胶支座的橡胶拉伸性能(拉伸强度、断裂伸长率等)、弯曲性能(弯曲强度等)、压缩性能(永久变形率等)、耐撕裂性能、剪切性能(穿孔剪切、层间剪切、冲压式剪切)、硬度、耐疲劳性能、摩擦和磨耗性能(摩擦系数、磨耗)、蠕变性能(拉伸、弯曲、压缩)、动态力学性能(自动衰减振动、强迫振动共振、强迫振动非共振)板式橡胶支座的橡胶燃烧性能主要包括:垂直燃烧、水平燃烧、涂覆织物燃烧性能、氧指数橡胶耐候性(老化、温度冲击、耐油等)高低温温度快速变化实验、高低温恒定湿热试验、温度冲击试验、盐雾腐蚀实验、紫外光耐候实验、氙灯耐气候试验、臭氧老化试验、二氧化硫/硫化氢试验、箱式淋雨实验、霉菌交变试验、沙尘实验、高温、高压应力腐蚀试验机、耐介质(水、各有机溶剂、油)橡胶粘结性能测试硫化橡胶与金属粘结拉伸剪切强度、剥离强度、扯离强度、硫化橡胶与单根钢丝粘合强度、硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度生胶、未硫化橡胶测试门尼粘度、威廉士可塑度、华莱士可塑度、含胶量、灰分、挥发分等测试,其他理化性能:硬度、密度、介电常数、导热率、蒸汽透过速率、溶胀指数和橡胶化学金属、硫以及聚合物检测板式橡胶支座的分类及表示方法根据建筑板式支座的结构型式分类如下:普通板式橡胶支座---TCYB系列球冠圆板式橡胶支座,;GJZ系列矩形普通板式橡胶支座;GYZ系列圆形普通板式橡胶支座、GYZF4系列圆形四氟板式橡胶支座;GJZF4系列矩形四氟板式橡胶支座、TCYBF4系列球冠四氟板式橡胶支座,本产品适用于跨度小于30M、位移量较小的建筑.不同的平面形状适用于不同的桥跨结构,正交建筑用矩形支座;曲线桥、斜交桥及圆柱墩桥用圆形支座.适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量建筑使用。

抗震与减震需求:在高烈度地震区,应优先考虑具有隔震、消能功能的支座,如铅芯橡胶支座或特殊消能支座。
球冠橡胶支座是在普通板式橡胶支座的顶部用橡胶制造成球形表面,球冠中心橡胶厚为4-8MM,它除了公路建筑板式橡胶支座所具有的所有功能外,通过球冠调节受力状况,适用于有纵横坡度的立交桥及高架桥,以适应2%到4%纵横坡下,其双林梁与支座接触面的中心趋于圆形板式橡胶支座的中心。
常温型支座:适用于-25℃至+60℃的环境温度范围。
同步受力:同一片梁的各个支座必须置于同一设计标高平面上,以确保支座均匀受力,严格避免支座的偏心受压、不均匀支承及个别支座脱空等不利现象。
建筑隔震橡胶支座通过在建筑基础与上部结构之间设置柔性隔震层,有效延长结构的基本周期,避开地震动的主要频带范围,从而显著降低地震能量的输入。支座不仅具备竖向承载力大、抗拉力强的特点,还具有优异的弹性复位功能和万向位移能力,实现"小震不坏、中震不坏或轻度不坏、大震不丧失使用功能"的抗震设防目标。
板式橡胶支座检验:其质量检验应严格遵循公路、铁路等相关行业的现行标准。
材料标准:橡胶、聚四氟乙烯板、不锈钢板、钢件等所有部件的用料必须符合严格的质量要求。
2011 年日本 9.0 级地震中,仙台、福岛震中区的众多隔震建筑(包括超过 100 米的高层隔震建筑)均完好无损,室内设施和物品未发生移位,充分验证了隔震技术的可靠性。
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