地震综合观测基地由大连市建筑设计研究院设计,在建筑基础部位加装34个隔震支座,具备以下三方面优点:一是建筑隔震橡胶支座耐久性好,抗低周期疲劳性能、抗热空气老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均较好,其寿命可达80~100年,期间的隔震力学性能不会发生明显变化;二是具有足够的安全储备,水平变形250%不会影响使用,另外具有足够竖向承载力保证稳定的支撑建筑物,建筑隔震橡胶支座结构中的隔震层具有稳定的弹性复位功能,能在多次地震中自动瞬时复位;三是设计及施工方便,因建筑隔震橡胶支座的设计与配方科学合理,与传统的抗震结构相比,上部结构的地震反应减小到前者的1/4~1/8左右,安全可靠度大大提高,建筑的设防目标一般可以提高一个设防等级;传统的设防目标是小震不坏,中震可修,大震不倒,而隔震建筑能做到小震不坏,中震不坏或轻度损坏,大震不丧失使用功能,其潜在的经济效益和社会效益十分可观。
阻尼器连接:与传统阻尼器配合使用时,通常通过钢制支撑与主体结构相连。常见的支撑结构形式包括斜杆型、人字型、门架型及交叉型等,旨在通过设置阻尼设备来减少地震时结构的振动响应。
更为重要的是,对于重要或特殊的工程结构,隔震结构明显优于常规结构体系,可以处理后者难以解决的问题(诸如对室内重要设备或非结构构件的保护、地铁车辆段上部空间的开发使用等,此类问题共同之处在于降低结构的设防烈度,而常规结构体系无法实现这一点)橡胶支座上下各有一块连接钢板,连接钢板通过高强螺栓与预埋钢板连接。
建筑橡胶支座作为连接桥梁上下结构的关键组件,承担着传递荷载、适应变形、减震隔震等重要功能。其合理选择与应用直接关系到工程的安全性与耐久性。本文从支座类型、承载力计算、设计规范、常见问题及治理措施等方面展开综合阐述。
水平度控制:除标高必须符合设计要求外,必须确保支座在三个方向上的平面均达到水平状态,以保证受力均匀。
在建筑结构中,摩擦摆减隔震支座扮演着重要的角色,它不仅可以减轻自然灾害对建筑的危害和破坏,保护人员生命财产安全,还能使建筑结构更加坚固、安全、可靠。同时,该支座在建筑结构的设计中也必不可少,能够有效地降低建筑结构的自然频率,并提高其抗震性能。
罕遇地震下的性能要求:在罕遇地震作用下,规范要求对隔震支座进行严格的应力验算:竖向压应力需在允许范围内,同时竖向拉应力不应大于0MPa,以避免支座在往复运动中因受拉而失效。
关节支座:近年来发展的新型式,通过在支座内部设置特殊的关节节点来主导转动,特点是转动灵活性极高,但相应的水平位移能力可能受到特定设计的限制。

定期养护检查是确保支座长期性能的关键。需重点检查支座是否有异常变形、钢材是否锈蚀、聚四氟乙烯板与不锈钢板是否完好、滑移面是否清洁、润滑剂是否充足有效等,及时发现并处理潜在问题。对于滑板支座,相关设计规范对其在设计地震作用下的滑移行为应有明确界定,以为设计人员提供清晰的设计依据,避免对结构在地震中的实际响应特性判断不清。
一般来说,隔震建筑隔震层的抗拉能力比较薄弱,根据剪切型结构的特点,为了保证隔震结构的稳定性,确保隔震结构的抗倾覆能力及地震时有效防止上部结构与隔震层之间的脱离,应对隔震结构的高宽比加以控制。隔震结构的高宽比应满足下表的要求。当高宽比不满足要求时,应进行罕遇地震下的抗倾覆验算。同时还应对非地震作用的水平荷载(如风荷载)加以限制,一般应控制非地震作用的水平荷载不超过结构总重力的10%。这样做也可以有效保证隔震建筑的舒适性。
近年来高速铁路在我国迅速发展,到2030年将扩展为八纵八横的区域性路网格局。为保证高速行车的平顺性,我国高速铁路多采用“以桥代路”的思想,建筑在线路中占比高。同时,我国地震活动频繁,对跨区域性的高铁路网构成严重的潜在威胁。目前,减隔震技术已成为提高震区建筑抗震能力的重要手段,而我国的建筑减隔震技术发展较晚,在设计方法上有较大的发展空间。因此,本文以高速铁路减隔震建筑为研究对象,将减隔震技术与基于性能的抗震设计思想相结合,提出了适用于高速铁路减隔震建筑的性能设计方法,主要研究工作如下:
隔震支座施工组织设计,必须有安全技术措施,施工现场所有安全设施必须按照施工技术措施的规定和要求设置。隔震支座下部结构件钢筋绑扎,并浇筑混泥土至下预埋板锚筋或预埋螺杆标高;隔震支座预埋件应符合现行有关标准、设计文件和施工方案的规定。隔震支座中心标高与设计标高的偏差不应大于5MM;隔震支座中心的平面位置与设计值位置的偏差不应大于5MM;各类钢筋代码说明,型钢代码及其截面尺寸标记说明;各类混凝土构件的环境类别及其外层钢筋的保护层厚度;各特殊工种经培训考试合格后持证上岗,严禁无证作业;各支承垫石顶面标高应符合设计要求。
橡胶支座施工完成后维护工作及其他功能部件的介绍橡胶支座安装完毕后,如果发现以下情况,应该及时做出调整:个别支座落空,出现不均匀受力支座发生较大的初始剪切变形,造成支座偏压严重,局部受压,侧面鼓出异常,而局部落空调整方法一般用千斤顶顶起梁端,在支座上下表面铺涂一层水泥砂浆。
材料进场需提供质保证明与检验报告;钢材种类应符合设计要求;预埋螺栓套筒、预埋锚固钢筋与钢板的螺纹连接应牢固,套筒内螺纹应完好;螺栓需提交第三方检测报告预埋套筒与锚固钢筋焊接第三方检测报告预埋件磁粉探伤第三方检测报告隔震橡胶支座安装时的劳动组织序号人员人数职责1项目技术负责1负责全面技术质量管理安全管理技术员测量员11负责落实方案与交底负责安装位置监测和检查4工长1组织人员进行施工5塔吊操作员1负责工件吊运到位6材料员1负责材料接收与保管7钢筋工2-4负责安装预埋件及隔震橡胶支座橡胶支座安装时施工人员对于支座的质量控制橡胶隔震橡胶支座及下预埋板地中心标志齐全、清晰;橡胶隔震橡胶支座表面清洁、无油污、泥沙、破损等;焊缝外观无夹渣、咬肉、漏焊;丝扣无裂纹损毁;防腐涂层均匀、光洁、无漏刷现象允许偏差项目表5允许偏差项目项次项目允许偏差检查方法检验数量1下预埋板顶面标高±2.5MM水准仪测量10%且不少于2处2同墩相邻±1MM水准仪测量3水平度5‰数字水平尺测量4橡胶隔震橡胶支座中心平面位置5MM钢尺测量5顶面水平度8‰水平尺测量6预留螺栓孔直径0~+1MM钢尺测量7预留螺栓孔位置±1MM钢尺测量QZ系列球型橡胶支座的安全措施进入施工现场戴好安全帽,穿戴规定地劳动保护用具;QZ系列球型橡胶支座施工现场严禁吸烟;各特殊工种经培训考试合格后持证上岗,严禁无证作业;搬运车吊运时,应检查车体吊杠及链钩安全,防止链断杠折伤人;QZ系列球型橡胶支座安装过程必须要有足够的操作空间,并做好防护;橡胶隔震橡胶支座存放、安装处,不得堆放易燃易爆物品;严禁乱接乱搭电线,电器设备维修等由专业人员操作;QZ系列球型橡胶支座施工现场人员注意配合,确保施工安全;隔震层构件的更换、修理或加固,应在有经验的工程技术人员的指导下进行。
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。
隔震减震技术的应用使得今后设计的建筑可以在地震时保护结构的框架和其他非结构单元,保护结构内的设施、工业设备、人等的安全,使建筑物在地震后可以继续使用。隔震技术改变了目前的结构设计思想,可提供更多的设计方案供人们选择。虽然这些技术尚在发展研究中.但其在工程结构上广泛的应用前景是无庸置疑的。

从经济效益来看,采用隔震技术可适当降低上部结构设防烈度,补偿隔震基础增加的费用,总造价比常规抗震房屋节省 7%,实现安全与经济的平衡,推动隔震技术成为工程抗震领域的重要革新方向。
摩擦系数变化:在长期不活动的条件下,其摩擦系数可能发生变化。
质量验收与维护规范:定期检查支座完整性、清洁度、位移状态;建立补充硅脂机制,保障摩擦系数稳定性;依据行业标准(如《铁路桥梁橡胶支座使用规程》)进行技术鉴定
保护层维护:支座的侧向保护层是使用中易受损的薄弱环节。必须严格禁止出现破损、裂纹、缺胶、露铁、起鼓等现象。绝对不可以使用502等非结构用胶水进行临时修补,以免改变材料性能或掩盖潜在问题。
随着减、隔震技术在全国范围的大力推广,拥有十几年橡胶制品研发和生产经验的云南机械科技有限公司开始进军减、隔震行业,经过多年的研发努力,已成功研发出性能可靠、质量上乘的隔震支座,并一次性通过武汉华中科技大学检测实验室橡胶隔震支座检测认证,受到广大业内专家的一致好评,且我公司橡胶支座产品已于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)。
规范量化要求:依据《建筑抗震设计规范》GB50011 第 12.2.15 条:多层建筑:需计算 “隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值”,控制≤2.5;高层建筑:额外计算 “隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值”,取与层间剪力比值的较大值,控制≤3.0。
这类技能高大要顶起15厘米,但理论上,更换支座只要将桥面顶起1厘米支配,就大要完成。这类支座在荷载较大的建筑上很少釆用。这三类隧道中修建多的是山岭隧道。这使得结构设计上越来越多的选用支座来达到上述目的,利用支座的转动、位移使节点的受力状况得到改善。这是北京市首次使用计算机数控控制建筑顶升换支座的技能。这是利用预加拉应力以抵抗使用时出现的压应力的一个典型例子。这是利用预加压应力以抵抗预期出现的拉应力的一个典型例子。这是因为橡胶止水袋既能防止地下水或外界水渗漏到建筑物结构中,又可防止建筑内的水渗漏到外界。这是应用为普遍的一种桥,在历史上也较其它桥形出现为早。这是指橡胶支座中由于该材料和不锈钢的钢板之间,发生了平面上的滑动,因此产生的不同程度的磨损。这些例子都运用了预加应力的原理和技术,既可用预加压应力来提高结构的抗拉能力和抗弯能力。
板式橡胶支座及四氟滑板橡胶支座应检查如内容:①支座是否出现滑移及脱空现象;支座的剪切位移是否过大(剪切角应不大于35°);支座是否产生过大的压缩变形;支座橡胶保护层是否出现开裂、变硬等老化现象,并记录裂缝位置、开裂宽度及长度;支座各层加劲钢板之间的橡胶板外凸是否均匀和正常;对四氟滑板橡胶支座,应检查支座上面一层聚四氟乙烯滑板是否完好,有无剥离现象,支座是否滑出了支座顶面的不锈钢板。

初始剪切变形:在板式橡胶支座安装就位、梁体落梁或现浇梁拆除模板后的短期内,出现轻微的剪切变形属于普遍现象,需持续观察其发展。
更换施工关键步骤:1. 施工前封闭交通,准备同步顶升系统、新支座及清理工具;2. 采用同步顶升系统均匀顶升梁体,控制顶升高度,避免梁体受力不均损坏;3. 拆除旧支座,清理垫石表面残留物,确保表面平整清洁;4. 按安装规范放置新支座,调整中心线及水平度,确保密贴;5. 缓慢回落梁体,拆除顶升设备,进行荷载试验验收,合格后方可恢复交通。
高阻尼橡胶支座(HDR)采用了特殊的改性橡胶材料,这种材料赋予了支座较高的阻尼性能,阻尼比≥10%。此外,它在耐老化性能方面表现卓越,经过 10 年的使用,其硬度变化≤10IRHD,这意味着在长期的使用过程中,高阻尼橡胶支座能够始终保持稳定的性能。由于其出色的耐老化性能,特别适合在高温高湿等恶劣环境地区的建筑中使用,如南方沿海城市,能够有效抵御当地复杂气候条件对支座性能的影响,确保建筑的抗震安全 。
摩擦摆隔震支座(Friction Pendulum Bearing,简称FPB)是一种先进的隔震装置,它基于钟摆原理和摩擦耗能机制来减少建筑物或桥梁在地震等外部激励下的响应。摩擦摆隔震支座通过球面滑动和摩擦耗能来隔离地震能量,从而保护上部结构免受地震破坏。
目前,橡胶隔震支座是推广应用减隔震技术领域的一个主要产品。从外部看,橡胶隔震支座就是一个由橡胶、钢板组成的圆形“黑疙瘩”。实则不然,它是名副其实的高科技产品。其由多层橡胶和多层钢板交替重叠组合而成,橡胶、钢板的数量、成分、组合都需按照不同的建筑物结构来“排列”。从专业角度而言,每个隔震支座的生产,都得按照建筑物的所在地质条件、建筑物结构整体特性和结构布置、结构刚度等各种因素计算,既要做到符合建筑物的垂直承载力及垂直刚度,又要实现有稳定的复位能力、抗老化性、耐久性、防火性、耐酸碱等,以达到建筑物减少地震反应的目的。
其他消能支座:如通过在支座顶板与橡胶板上方的钢衬板之间设置特殊界面(干摩擦面、阻尼材料等),在地震等水平力作用下通过相对滑动或变形来消耗能量,保护主体结构。
橡胶支座的质量从根本上取决于生产过程的关键控制点:
C40 混凝土柱:600mm 直径圆形柱(假设柱高 3m),线刚度计算为9189kN·m/rad,计算依据:C40 混凝土弹性模量 3.25×10?MPa,截面惯性矩 I=π×(0.6m)?/64≈0.00636m?,线刚度 EI/L=3.25×10?kN/m2×0.00636m?/3m≈68250kN?m/rad,实际 600mm 直径 C40 柱(L=3m)线刚度约 6.8×10?kN?m/rad,与 LRB 支座竖向刚度(2667kN/m)分属不同力学参数(竖向刚度 vs 线刚度),正确对比应为 “LRB 支座竖向刚度仅为同截面 C40 混凝土短柱(L=0.5m)竖向刚度的 1/5~1/8”,体现隔震支座 “竖向稳、水平柔” 的特性。
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