与盆式橡胶支座相比,球型支座具有使用寿命长、承载力大、转动灵活、可适应梁端大转角和大位移等优点而得到广泛应用,常用于大跨度斜拉桥、拱桥等。
橡胶支座的水平变形是靠支座本身的剪切变形来实现的,水平变形量较小,故适用于小跨径的公路建筑,且上部构造结构较简易的建筑。
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。
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。
板式橡胶支座的允许剪切模量为1.0MPA,允许剪切角正切值TGA≤0.7,所以板式橡胶支座在外力因素的影响下,其大剪切角正切值不大于0.7时不影响它的使用性能。
支座的分类按其变位的可能性:固定支座、活动支座固定支座指固定主梁在墩台上的位置并传递竖向力和水平力,允许主梁发生挠曲,在支座处能自由转动但不能水平移动,如1-1中的A;活动支座则只传递竖向力,允许主梁在支座处既能自由转动又能水平移动。
板式橡胶支座内部钢板:钢板是板式橡胶支座承载力的保证,所以钢板在厚度上一定要达到标准,材质上一定要采用成品板材,杜绝折弯板等,在处理上一定要做到除锈,喷砂,从而保证橡胶与钢板的粘接。
橡胶支座的更换方案:采用支架基础大吨位千斤顶一次顶起桥跨为便于安装支架并提供足够的支承能力,需在支架下设置钢筋混凝土基础。
(图一)建筑钢结构减震支座厂家
在橡胶支座底面加一圈直径D=2.5MM的半圆形橡胶圆环,支座受力时首先由底部圆环变形压密,调节底面受力状况,以改善或避免支座底面脱空现象的产生,使支座底面受力均匀。
加筋板限制支座的压缩强度和刚度,阻止支座荷载作用下,横向扩张,加筋板不满足要求,将降低承载力超载损伤[1]。
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。
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%。
四氟圆形橡胶支座有多向活动和单向活动之分,多向活动支座上下钢板应根据实际需要做成方形或圆形均可,下钢板放置支座处就扣5MM深度凹槽以放置支座。
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橡胶支座的安装:在支座安装之前应对支座的安装位置进行测量检验,支座安装平面应和支座的滑动平面或滚动平面平行,其平行度的偏差不宜超过2‰。
梁体的水平位移主要由活动支座的橡胶剪切变形来完成,其高度则取决于水平位移量的大小。梁体降落过程,实际上与提升过程完全相逆,技术指标的控制完全相同。梁体就位后检查支座上下钢板与垫石、梁底之间的密贴情况,应尽量保证支座上下面全部密贴。梁支点承压不均匀,支座出现脱空或过大压缩变形时应进行调整。两端为不分固定与活动端的支座时,两者的厚度相同。
(图二)隔震支座LRB500生产厂家
橡胶支座的内在质量主要是指橡胶支座各部件(橡胶、聚四氟乙烯板、不锈钢板、钢件等)的用料,必须符合质量要求,并在橡胶支座加工过程中均有严格的质量检验记录。
总之,有诸多原因,可能损害盆式橡胶支座,所以,需要请有施工能力和保养维修能力的企业单位前来救助。总之建筑支座的布置原则是既要便于传递支座反力,又要使支座能充分适应梁体的自由变形。纵向活动支座采用中间导向措施,能适应梁体旁弯变形的需要。纵向活动支座中间导向,与目前普遍采用的槽形上支座板型式相比,不但减少了重量,而且减少铸钢件数量。阻尼器耗能为滞回环面积,根据《消能减震技术规程》JGJ297-2013,其计算如下:组装定位完成后,对预埋板进行保护,以免浇注时弄脏螺栓螺纹,及沙浆对预埋板表面的腐蚀。组装钢构件应进行有效的防护处理。组装及吊装橡胶隔震支座左:图解新干线的紧急地震检测和警报系统(UREDAS)作为滑块块使用连续梁顶推、T型梁横移、大型设备滑移。作为橡胶行业的后起之秀会紧跟一个标段,直至建筑竣工。作用于边梁上的车辆冲击力,通过锚固构件均衡的传递到梁体上,有很长的使用寿命。作用于建筑支座的反力、位移和转角选用建筑支座的型式必须根据支座所承受力和变形的自由度来确定。座板之间如加设销钉,即可构成固定支座。
橡胶支座安装时应注意如下事项A:橡胶支座中心线应与主梁中心线平行。橡胶支座安装完后为什么要是安装支座垫石?橡胶支座安装以春秋季节(年平均温度时)进行佳。橡胶支座并注意检查5201-2硅脂是否注满。橡胶支座产生损坏原因:橡胶支座本身材料不均匀,个别橡胶支座采用再生橡胶。橡胶支座程度动力阻尼特征,可改进建筑的整体抗震功用。
下部结构的偏心:由于下部结构的质心刚心可能存在偏心,导致隔震层和上部结构的扭转振动,主要的是下部结构的平面形状跟上部结构的形状存在很大的差异,比如裙房顶隔震时,裙房的平面形状跟上部存在很大差别,导致上部结构的质心、刚心跟下部结构的质心刚心相差较远。但是由于,隔震结构设计中要求下部结构的刚度较大,一般情况下,下部结构的偏心对隔震层的扭转振动影响较小。
由于其结构的特性,当板式橡胶支座受到垂直荷载的时候,在橡胶层厚度不同的支座上,其橡胶层处会出现明显或不明显的弧形突凸、钢板处会出现弧形凹槽状,因此形成了板式橡胶支座的侧面波纹状凸凹现象。
板式橡胶支座设计计算①确定承压面积:AE=RCK/σE;式中,AE为加劲钢板的有效承压面积;RCK为支座压力,汽车何载应计入冲击系数。
下面是一张在工程实际中滑板橡胶支座产生较大剪切变形的现场,请关注:板式橡胶支座剪切变形和承压波纹状凹凸现象橡胶支座的使用抗震设计中橡胶支座的使用与结构抗震加固,1981年6月日本开始实施的新抗震设计法,其大特点是是采用了考虑结构动力特性的两阶段设计法。
另外在设有橡胶支座的墩、台上,应预留更换支座所需要的位置,而且应注意在同一根大梁上横向避免设置两个或两个以上的支座,防止板式橡胶支座的压缩变形不均。
(图三)LRB500铅芯支座生产厂家
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。
然后在支墩四个角部各焊一根短钢筋棍(与柱墩中附加的钢筋焊在一起),钢筋棍的顶标高为下预埋板的钢板下表面标高(见;与此同时,将梁底模支设完毕;——具体支模由施工方设计方案.橡胶支座安装下预埋板:利用塔吊将下预埋板吊至支墩上,然后利用葫芦吊(或人工)将埋板吊装到位,下预埋板标高和中心线位置调整准确后简单固定下预埋板;减震盆式橡胶支座不但保留了原盆式橡胶支座承载力大、转动灵活、建筑高度低等优点,而且在橡胶板上增加了一个其上表面设有一下消能板的钢衬板,并在单向活动支座中间钢板或固定支座盆塞的下表面设有一上消能板,又在支座钢盆上缘口的槽口内设有一橡胶阻尼圈。
磨擦系数:常温型μ≤0.04,耐寒型μ≤0.06GPZ橡胶支座的压缩变形值按规定不得大于支座总高度的2%,盆环的径向变形不得大于盆环外径的0.5‰因此,我们生产的GPZ系列公路建筑盆式橡胶支座分为GPZ(依据JT3141-90)和GPZ(Ⅱ)(依据GT391-1999)以及QPZ,QZ,SH-PZ,KPZ,GPZ(KZ)几大系列。
《规范》没有对滑板橡胶支座下桥墩地震力的计算给出明确规定,如果根据摩擦力与桥墩自身地震力叠加并乘以相应的系数作为设计地震力,则存在可能得到的桥墩屈服强度低于滑板支座发生滑动的摩擦力,从而导致墩的屈服先于滑板支座发生滑动,这与预期的性能不一致;此外,由于存在滑板支座不发生滑动的可能,因此,设计中应根据滑板支座的实际情况进行桥墩相应的抗震设计,这是目前规范所没有考虑的。
种原因的解决方法是:在吊梁前对梁体和墩台支承垫石进行检查,检查梁端底面与板式橡胶支座相关联处是否平整、两个板式橡胶支座相关联处是否平行。如不符合应即时修整,应杜绝落梁后使用填塞楔形块的解决方法。第二种原因的解决方法是:应在梁底钢板焊接与制造中解决。往往有部分施工单位为了节约成本忽略了梁底钢板的质量问题,直接用毛坯钢板作为梁底钢板或焊接锚固钢筋后不进行调整,因此引起了钢板弯曲变形。因为这些原因的存在使得落梁后板式橡胶支座产生压偏现象。
由于层高较高,一般从使用方便考虑均设置高下支墩的隔震方式,笔者还没有见过高上支墩的工程。这种情况的案例比较多,典型的如云南东川的泰隆酒店,它的下支墩不仅高,而且还有长短不一的情况出现。经济实用模式的主要问题是多数情况下建筑允许的下支墩尺寸有限,实际上很难全面满足工程要求,高而细的悬臂下支墩看上去像人在踩高跷,有点悬,也有工程在下支墩顶面做拉梁,把各个悬臂下支墩连接成一个整体的空框架,虽然改善了受力,但会影响地下室净高。
经过长期施工我们总结出了一套可广泛应用的橡胶支座更换技术,从方案的确定、施工过程、施工注意事项出发,保证建筑支座作用的正常发挥。
该种支座设计比盆式橡胶支座和球型支座简单,现已成为大跨度建筑结构支座的一个主要的竞争者,并成功地将橡胶支座应用于许多大跨度建筑结构上,如华盛顿的PASCO—KEN—NEWICK大桥和弗罗里达州的SUNSHINE—SKYW,Y大桥。
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