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。
四氟板式橡胶支座(又称四氟滑板式支座,GJZFG/YZF4系列)是在板式橡胶支座表面粘复一层1.5mm-3mm厚的聚四氟乙烯板。该设计使梁底不锈钢板之间的摩擦系数显著降低,能够让建筑上部构造的水平位移不受支座本身剪切变形量的限制,满足大位移量的工程需求。
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摩擦摆支座的设计和应用体现了其在抗震领域的重要作用。它不仅在房屋建筑中得到应用,还被广泛应用于桥梁、大型储油罐等结构上。以桥梁为例,摩擦摆支座是桥梁构件减隔震领域的三款主要产品之一,与橡胶支座和钢阻尼支座并列。相比其他支座,摩擦摆支座因其较大的承载力和复位功能,在中大吨位桥梁中得到了广泛应用。例如,设计最大承载力达到180MN的摩擦摆支座已应用于实际工程中。
隔震技术是通过隔震消能装置安放在结构的底部和基础(或底部和柱底)之间,将上部结构和基础“隔开”。地震时,地动房不动,隔震装置将地震所产生的能量消弥其中,从而减轻上部房屋的破坏。与传统的抗震技术比较,隔震可大大降低地震对房屋的破坏作用,达到“大震可修”甚至“大震不坏”的设防目标,房屋内部的设施物品得到保护,减小人的恐惧心理,保障正常的生产经营活动和生活。
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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。
隔震支座施工要点,浇筑隔震支墩时需避免振捣碰撞预埋件及主筋,预埋避雷装置需同步施工,隔震结构震后仅需检查更换支座,可快速恢复使用。
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支座配套的剪力限制机构,其上下部件之间的水平设计净距,应能满足支座在滑动方向上的全部设计位移量要求,同时允许在约束方向上进行0.8mm至1.6mm范围内的微量自由滑动。
限位装置:不同的限位装置各有优缺点,其选择是否合适会影响摩擦摆支座的隔震效果。限位装置的设计需要考虑桥梁结构受力体系等相关问题,因为在地震作用下,桥梁结构因限位装置的参与会改变受力状态,使下部结构内力分布和位移发生变化。如果仅将限位装置作为构造措施,或忽略其与主梁的碰撞作用,可能会对桥梁结构造成不安全的影响。
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摩擦摆减隔震支座的关键性能指标明确:正常工作状态下摩擦系数不大于 0.03,减隔震工况下摩擦系数不大于 0.05,适用温度范围为 - 40℃~60℃;剪力螺栓设计需满足竖向承载力 5%-15% 的要求,未明确注明时按竖向承载力的 10% 设计。
盆式橡胶支座:作为新型支座类型,将承压橡胶块嵌入钢制凹形金属盆,使橡胶处于有侧限受压状态,大幅提升承载能力。其活动机理为:利用聚四氟乙烯板与不锈钢板的低摩擦系数实现水平位移,通过盆内橡胶的不均匀压缩适配梁体大转角需求,适配大跨度、高荷载工程场景。

在我国地震频发区域,特别是云南省等板块边缘地带,建筑减隔震技术已得到广泛应用。随着防震减灾意识的提升和相关规范的完善,减隔震技术在公共建筑设施中的普及程度不断提高。通过科学的支座布置原则——包括隔震支座自由布置、上部结构自由布置和地下室自由布置——现代建筑能够实现极度的设计自由度,取代传统的支墩和转换层,为建筑结构安全提供更加可靠的保障。
摩擦摆支座通过在球面抬升实现从动能到重力势能的转变,与常规支座转换为弹性势能有一定的差异;通过摩擦副之间的相对滑动实现能量消耗,是一种兼具弹性恢复能力和耗能能力的隔震支座。
