滑移量问题:结构的滑移量随地震强度的增加而增大。
隔震系统设计质心与刚心偏心率控制:实际工程中,除需考虑扭转变形外,要求上部结构质心与隔震层水平刚度中心的偏心率不超过 3%;江苏、云南、新疆等部分地区提出更严格要求,偏心率控制在 2%~5% 范围内。通过严格控制偏心率,可避免地震作用下上部结构产生过大扭转变形,保障隔震效果。
一、计算数据准备:孔径:4—20M支座压力标准值:431.608KN结构自重引起的支反力:125.208KN汽车荷载引起的支反力:306.4KN跨中挠度F:1.96CM当地平均高气温:24.3℃当地平均低气温:1.4℃主梁计算温差:22.9℃简支端支座:GYZ300×54MM橡胶片总厚TE(MM):37连续端支座:GYZ300×52MM橡胶片总厚TE(MM):37简支端单个支座剪切刚度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M连续端单个支座剪切刚度:KE=AE×GE/TE=1910.4N/M每排设置制作个数为:18个则简支端支座总刚度为:34387.7N/M则连续端支座总刚度为:34387.7N/M墩台抗推刚度:KI=3EI/LI墩台编号LIIE抗推刚度KI墩台综合抗推刚度K0号台1.80.74553000000011504855.934285.21号墩3.20.280430000000770133.332917.92号墩3.10.280430000000847092.333046.23号墩3.80.280430000000459901.731995.44号墩4.60.280430000000259264.130360.8制动力计算及分配:按照《通用规范》4.3.6规定,以一联作为加载长度,计算制动力则制动力标准值T3为:900KN各墩台按照刚度分配制动力:ΣK=162605.4KN/M墩台编号制动力(KN)0号台189.761号墩182.202号墩182.913号墩177.094号墩168.04二、确定支座平面尺寸:D=300MM支座平面面积:706.9CM2中间橡胶层厚度为:0.8CM查行业标准《公路建筑板式橡胶支座规格系列》得到支座的平面形状系数S=9.06>8合格计算支座弹性模量:EJ=5.4GE×S2=443.3MPA验算支座的承压强度:σJ=RCK/支座面积=6106.0KPA则σJ<[σJ]=9351.2KPA合格三、确定支座厚度:主梁计算温差为ΔT为:22.9℃,温度变形由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移ΔG为:ΔG=1/2AΔTL=0.916CM则4号墩每一支座的制动力为HT=9.3KN确定橡胶片总厚度TE≥2ΔG=1.832CM(不计汽车制动力)TE≥ΔG/(0.7-FBK/2/GE/支座面积)=1.4CM《桥规》的其他规定:TE≤0.2D=6CM所选用的支座橡胶层总厚度TE=3.7CM2ΔG=1.832CM合格0.2D=6CM四、验算支座的偏转情况:计算支座的平均压缩变形为:δC,M=RCK×TE/面积/EA+RCK×TE/面积/EBδC,M=0.06226541CM按照《桥规》规定,尚应满足δ≤0.07TE,即:0.06226541≤0.07TE=0.259合格计算梁端转角θ:由关系式F=5GL4/(384EI)及θ=GL3/(24EI)可得:θ=(5L/16)(GL3/24EI)16/(5L)=16F/5L设结构自重作用下,主梁处于水平状态。
板式橡胶支座在服役过程中,应严格控制其剪切变形幅度。过大的剪切变形会显著加剧支座内部橡胶材料的老化进程,进而缩短其整体使用寿命。因此,在设计与安装阶段需采取有效措施,限制非正常剪切变形的产生。
取出旧支座前应拍照记录其缺陷状况。取出梁体与挡板间木板,清理施工废物及垃圾。去除附着在(预埋板上面之混凝土块及垃圾等异物。全国早使用板式橡胶支座的是广东肇庆的公路桥,至今已有25年的使用历史。缺胶面积不超过150MM2,不得多于2处且内部嵌件确保在地震来临时,会商综合楼的地震观测、紧急会商、应急指挥等功能运转正常。确认螺栓完全插入后,将本体放置在下预埋板上。然而,橡胶支座,特别应用普遍的板式橡胶支座在使用中仍存在一些质量问题,需要引起建设者充分的重视。
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:
高速铁路桥墩抗震与减隔震性能目标为明确高速铁路桥墩的抗震性能,通过对现有高铁桥墩试验数据及有限元模型分析,得出高铁桥墩在设计地震作用下可能发生屈服的结论。依据我国现行高速铁路抗震设计规范的三水准设防目标,可进一步将高速铁路减隔震建筑的性能目标具体化,为高铁工程隔震设计提供依据。
隔震系统设计周期与竖向隔震设计要求:隔震系统周期需符合设计规范,例如某隔震建筑针对 1080KN?M 屈服后刚度及 14200KN 重力荷载,理论周期应为 27S,但 1999 年 AASHTO 规范为限制隔震系统过大位移,将该周期上限设定为 6S,工程设计需严格遵循规范要求。

滑移面卡顿会影响支座的正常滑动功能,进而影响桥梁或建筑结构在温度变化、地震等作用下的位移调节能力。硅脂干涸是导致滑移面卡顿的常见原因之一,硅脂作为滑移面的润滑剂,随着时间的推移和环境因素的影响,会逐渐失去润滑性能,变得干涸;杂质侵入也是一个重要因素,如灰尘、沙粒等杂质进入滑移面,会增加滑移面的摩擦力,导致卡顿现象的发生 。针对这一病害,需要对滑移面进行彻底清理,去除杂质,然后补注硅脂,要求硅脂的覆盖率≥95%,以确保滑移面具有良好的润滑性能,保证支座能够顺畅地滑动 。
隔震支座是指安装在建筑物基底和上部结构之间,用于减少地震能量传递给上部结构的装置。具体来说,隔震支座的含义如下:
垫石处理:支撑垫石的标高必须精确控制,这是防止单片梁四个支座受力不均的关键。标高失控是导致支座脱空、进而使受力大的支座变形超限的主要原因。
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。
表5耐久性要求序号项目性能要求老化性能竖向刚度变化率不应大于20%水平刚度等效黏滞阻尼比水平极限变形能力橡胶支座外观目视无龟裂徐变性能徐变量不应大于橡胶层总厚度的5%疲劳性能竖向刚度变化率不应大于20%水平刚度等效黏滞阻尼比橡胶支座外观目视无龟裂橡胶支座的耐火性能竖向极限压应力和竖向刚度的变化率不应大于30%。
建筑减隔震技术的落地效果高度依赖橡胶支座的选型、施工与运维管理,尤其是地震高发区域的建筑工程,需严格遵循技术规范,强化全过程质量管控。后续需持续深化橡胶支座性能研究,完善病害处置方案,为建筑抗震安全提供坚实保障。
老化与开裂:与橡胶材质、使用环境及硫化质量相关,需选用合格材料,避免阳光暴晒、油污侵蚀,定期检查并及时更换老化支座。
30年前更新的抗震建设标准45%,个别山区公路可达65%。Ⅱ列遇水膨胀止水条,是新型防水密时材料。BRB作为支撑杆件在中高层建筑中逐渐得到应用。F4橡胶支座荷载等级分为100KN-10000KN橡胶支座规格按交通部JT\T4-93规格系列。GJZF4板式橡胶支座的安装注意:GJZF4支座应水平安装,并应设置上、下钢板。GJZF4板式橡胶支座的特点及安装注意GJZF4板式橡胶支座也被称为四氟滑板式橡胶支座。GJZF4板式橡胶支座就是在普通板式橡胶支座的表面粘复一层2-3MM厚的聚四氟乙烯板而制成。GJZFGYZF4支座应水平安装,并应设置上、下钢板。GJZ板式橡胶支座建筑支座的功能是将静载力和动载力、制动力和风力传送到桥墩和桥台。GJZ板式橡胶支座适用的范围:一般来说普通板式橡胶支座适用于跨度小于30M、适合位移量较小的建筑。GPZ公路建筑盆式支座可以很好的适宜于大垮建筑使用的较理想的橡胶支座产品。GPZ盆式橡胶支座安装注意事项首先在要安装GPZ盆式支座的墩或台顶面设置安装橡胶支座的垫石。GPZ橡胶支座性能及分类:A.双向活动支座:具有竖向转动和纵向与横向滑移性能,代号为SX。

橡胶支座安装技术:要求支座安装前需核对型号、方向,确保无漏放、错放情况;安装过程中严禁使用润滑油代替硅脂油,四氟滑板支座需按要求注入硅脂油;支座安装完成后,需拆除临时固定设施,全面检查安装偏差及异常情况;记录安装过程中的各项技术参数与偏差数据,确保支座正常工作。
支座搬运与前期保护:搬运要求:采用吊装或叉车搬运,轻起轻放,避免碰撞导致橡胶开裂、PTFE 板划伤;防锈保护:检查合格后的隔震橡胶支座,需对连接板、外露螺栓涂刷防锈漆(环氧富锌底漆),再用旧胶合板钉制专用木盒封装,防止运输过程中受潮、污染;技术交底:安装前需向施工人员明确支座构造(如滑板层、锚栓位置)及结构重要性,严禁损坏支座本体或配件。
抗震优势分析:采用板式橡胶支座能够增强梁体与桥墩的水平连接,促使活动墩共同承担荷载,有效分散梁体传递的功率流,从而减小固定墩承受的荷载。分析表明,这种设计有利于提升结构体系的整体抗震性能。
隔震技术工程实效验证:1994 年台湾海峡发生 7.3 级地震,距震源约 200 公里的汕头市烈度达 6 度,常规建筑摇晃明显,而当地陵海路隔震建筑内人员未感知晃动,仅通过周边环境反馈得知地震发生,直观验证了隔震技术的实际抗震效果,为技术推广提供了工程实证。
可靠性高:经过严格的试验验证和工程实践,摩擦摆隔震支座具有较高的可靠性和耐久性。
不同结构的经济性适配:砌体或砖混结构隔震房屋,若按设计规范增加层数,工程造价可与抗震房屋基本持平;若不增加层数,工程造价通常增加 30-50 元 /㎡。
然后用电钻按照一定间距在伸缩缝两侧进行钻孔和预埋膨胀螺栓。然后用旧胶合板钉成木盒子将其保护好(如下图),以防止上部施工过程中破坏橡胶隔震支座。燃气管道穿越隔震层时,应设置金属波纹管连接,并设有手动及紧急自动切断阀。热空气老化试验方法应按GB3512规定采用。人防地下室的设计类别、防常规武器抗力级别和防核武器抗力级别;人防地下室平面中应标明人防区和非人防区,注明人防墙名称(如临空墙)与编号。人工场地隔震:采用该设计方法可以降低基础上结构的层间变形和加速度。人工场地隔震大空间结构的隔震:为了缓解温度荷载,同时减少喷性力而采用大空间结构的顶部隔震。人算不如天算,有些事情我们无法预测,但是我们可以预防。日本在1982修订《道路桥支承便览》订时扩大了板式橡胶支座的使用范围。日前,记者来到位于开发区大孤山西侧的大连地震综合观测基地现场,近距离了解这座神秘的建筑。容许转角性能:检测梁体转动过程中不出现脱空容许的大转动量。
橡胶硬度也是反映橡胶性能的重要参数,当橡胶硬度增幅>15IRHD 时,表明橡胶已经发生了明显的老化和硬化,其弹性和阻尼性能会大幅下降,无法有效地发挥隔震或支撑作用,系统同样会发出预警,以便及时更换支座,保障结构的安全 。

隔震橡胶支座的隔震层增加造价汇总:+170~+230元/平方米隔震橡胶支座上部结构减少造价部分:由于上部结构受力大大降低,规范容许上部结构可按降1度设计,上部结构减少造价:-200~-280元/平方米总结:采用隔震技术后的橡胶支座后,结构增加造价总计:若不考虑上部结构按降1度设计,造价增加+170~+230元/平方米(约加7-10%),若要考虑上部结构按降1度设计:造价增减-30~-50元/平方米(约省2-5%)(房屋土造价为1800-2400元/平方米)是否要考虑上部结构按降1度设计,可视投资,安全要求等决定。
质量控制理念:盆式橡胶支座工程中,设计是确保工程质量的前提,材料是确保工程质量的物质基础,施工过程控制是关键环节,三者缺一不可。
橡胶支座主要系列:常见型号包括GJZ(公路建筑矩形支座)、GJZF4(公路建筑矩形四氟滑板支座)等。
在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置隔震层,隔离地震能量向上部结构传递。降低上部结构的地震作用,达到预期的防震要术,使建筑物的安全得到可靠的保证。它包括上部结构、隔震装置和下部结构三部分。隔震包括基础隔震和层间隔震。隔震体系能够减小结构的水平地震作用,减轻结构和非结构的地震损坏。提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性,增加震后建筑物继续使用的能力,已被理论和外实发地震所证实。基础隔震技术是用水平力很“柔”的隔震元件将上部建筑与基础隔离,由于隔震层的刚度很小。当地震发生时,隔震层将发挥“隔”的作用,承受地震动引起的位移运动,而上部结构只作近似平动。
关于橡胶支座,特别是氯丁橡胶支座的设计使用寿命,国际工程界存在不同观点与经验。有资深工程师基于长期观测与材料研究,认为在正常使用环境下,其寿命预期至少在50年以上,通过优化设计与材料改良,甚至有望达到100年。
施工全过程及完成后,必须对橡胶隔震支座实施严格的成品保护措施,包括防水、防油、防污染、防碰撞、防火以及防人为损坏。
该技术并非近年创新,早在2010年智利8.8级大地震中就得到验证。实际震害调查表明,安装了橡胶隔震支座的建筑在地震中基本保持完好,功能正常;而未设置隔震系统的建筑则普遍受损严重,充分证明了隔震技术的有效性。
层间隔震作为一种创新的隔震技术形式,在实际工程中展现出良好的应用效果。该技术通过在建筑中间层设置隔震系统,既起到结构转换层的作用,又为设备管道的布置提供了便利条件。
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