技术要点:传统的采用人工控制多个千斤顶进行顶升更换支座的方法,往往难以精确保证所有顶升点的速率和高度同步,这种受力不均的状态会给桥梁结构本身带来额外的损伤风险。
建筑支座是现代建筑结构中不可或缺的重要组成部分。从简单的板式橡胶支座到功能复杂的减震隔震支座,其技术进步为建筑安全,特别是抗震安全提供了有力保障。正确的选型、规范的施工安装以及定期的检查维护,是确保支座在设计年限内正常发挥功能的关键。
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中心线对齐:在支承垫石与橡胶支座上分别标出十字交叉中心线,将支座安放在垫石上,确保两者中心线重合,就位精准。
隔震技术是通过在上部结构与下部结构之间设置隔震层,以避开地震对建筑物的能量输入。近年来发明了种类繁多的隔震装置,按其原理不同可分为弹性支承与滑动支承两大类。弹性支承类隔震装置主要有铅芯橡胶隔震支座,夹层橡胶隔震支座和高阻尼橡胶隔震支座等,一般采用橡胶为柔性材料,地震时柔性材料发生较大水平变形,阻止了携带主要能量的高频地震波向上部结构传递,上部结构所受地震作用显著减小。而滑动支承类隔震装置内部有一滑动界面,当地震引起的惯性力大于大静摩擦力时,上部结构即可在隔震装置的滑动界面上产生滑动,这样可以避免剧烈的地表运动传至上部结构,常见的有水平摩擦滑动隔震支座、滚动隔震装置和摩擦摆隔震支座。
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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。
隔震原理落地:隔震层通过 “小水平刚度” 使结构自振周期延长至 2~3s(远离多数场地周期 0.3~1.5s),避免共振;地震时变形集中于隔震层(占总变形的 80% 以上),通过橡胶剪切、铅芯屈服耗散 80% 以上地震能量,上部结构基本保持弹性。
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国外:日本 1981 年实施新抗震设计法,核心为 “考虑结构动力特性的两阶段设计法”,强制要求重要建筑(医院、学校)采用隔震技术,橡胶隔震支座普及率超 60%,为我国提供参考。
应用橡胶隔震技术比传统的抗震技术更加安全、可靠、经济。传统的抗震技术主要特点是“抗”,建筑的基础和地基牢固地联结在一起,由于地震震动的发生,引起上部结构运动,当超过材料的承载力时就会使建筑物的装修、内部设备受到很大的破坏;隔震技术通过各镇曾发挥“隔”的作用,使上部结构与下部基础脱离,隔震层刚度小,可有效减少地震反应70-90%,相当于降低地震烈度1-2度,并且节省工程造价5-20%,被广泛应用于生命线工程、重点建设项目和普通房屋建筑,除新建工程外,还广泛应用于旧建筑物的改良加固,被认为是抗震技术的一次重大飞跃。
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当橡胶与支座内加劲钢板粘结不良,在荷载作用下发生钢扳与橡胶脱胶,引起不均匀的鼓凸,见8-2.脱空是指板式橡胶支座与建筑底面及支承垫石顶面之间出现的缝隙大于相应边长的25%,通常板式橡胶支座使用时,应通过转动计箅,使支座顶底面与建筑全面积接触,局部脱空一方面造成支座压应力增加,另一方面支座脱空部位与外界空气接触,容易产生橡胶老化。
以公路 T 形梁桥(桥面宽≥10m)为例,支座布置需结合墩台刚度差异设计:固定墩:设置 1 个固定支座(限制纵、横向位移),相邻支座设为 “横向可动、纵向固定” 的单向活动支座;活动墩:设置 1 个纵向活动支座(与固定墩固定支座对应,释放纵向位移),其余均设双向活动支座(释放纵、横向位移);桥台:因横向刚度大,仅需在 1 个桥台上设定向活动支座(限制纵向、释放横向),其余设双向活动支座。

若支座安装不满足设计规范,监理应要求施工单位提交专项处理方案,审批通过后方可实施修补或更换。
橡胶支座之所以被广泛采用,是因为橡胶支座具有:构造简单、价格低廉、加工制作容易、可定型生产;用钢量少、成本低;其橡胶弹性能消减上下部结构所受的动力,吸收部分振动,可减振、抗震;可改善墩台受力情况;能有效地分布水平力,适用于任意方向变形(宽桥、曲线桥、斜桥);安装及更换方便等优点。
