盆式橡膠支座 根據(jù)應(yīng)用范圍可以分為三大類:公路橋梁盆式橡膠支座、鐵路橋梁盆式橡膠支座及盆式橡膠支座的衍生品。常用的公路盆式橡膠支座型號有:GPZ盆式橡膠橡膠支座和GPZ(Ⅱ)盆式橡膠橡膠支座(依據(jù)GT391-1999) ,GPZ(KZ)盆式橡膠支座等幾個(gè)系列。常用的鐵路盆式橡膠支座有TPZ-I鐵路盆式橡膠支座,TPZ標(biāo)鐵路盆式橡膠支座,專橋8156鐵路橋梁支座。 盆式橡膠支座的衍生品種類很多,比如 QPZ盆式橡膠橡膠支座、KPZ系列盆式橡膠支座、彈性減震球型鋼支座、自調(diào)高盆式橡膠支座等。
盆式橡膠支座的工作原理是利用半封閉鋼制盆腔內(nèi)的彈性橡膠塊,在三向受力狀態(tài)下具有流體的性質(zhì),來實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動;同時(shí)依靠中間鋼板上的聚四氟乙烯板與上座板上的不銹鋼板之間的低磨擦系數(shù)來實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的水平位移。從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來看,橡膠處于三向約束狀態(tài)時(shí)的抗壓彈性模量為5×104kg/cm2,比無側(cè)向約束的抗壓彈性模量增大近20倍,因而支座承載能力大大提高,解決了普通橡膠支座承載能力的局限。所以盆式橡膠支座是能滿足大的支承反力,大的水平位移,大的轉(zhuǎn)角要求的新型產(chǎn)品
所謂隔震支座設(shè)計(jì),是指通過安放減隔震支座,使橋梁在水平方向上得到柔性支承,以增長其在該方向上的固有周期,同時(shí)通過阻尼裝置來提高系統(tǒng)的阻尼效應(yīng),從設(shè)計(jì)反應(yīng)譜可知,系統(tǒng)周期增大、則設(shè)計(jì)荷載減少。因而地震力也就減少,對橋梁而言,應(yīng)以其固有周期增長后,結(jié)構(gòu)能否提高地震時(shí)的耗能能力來判斷隔震的性能,同時(shí),采用減隔震技術(shù)后。應(yīng)使橋面結(jié)構(gòu)和橋梁的下部結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生不利的禍聯(lián)振動效應(yīng),上部結(jié)構(gòu)(梁體)的相對位移亦不應(yīng)對橋梁的使用功能產(chǎn)生影響。對采用隔震支座的橋梁其基礎(chǔ)地基應(yīng)具有較堅(jiān)實(shí)的場地條件,對軟土地基的橋梁、以及下部結(jié)構(gòu)具有較大的柔性、固有周期本來就較長的橋梁,應(yīng)仔細(xì)考慮與其他減震技術(shù)共同使用。因?yàn)橹挥性诹后w和下部結(jié)構(gòu)的固有周期相些較大的情況下,上、下部結(jié)構(gòu)之間才不會產(chǎn)生較大的耦合振動效應(yīng),橋面的運(yùn)動才能反映出隔震支座的減震效應(yīng)。
減、隔震橡膠支座基本上又分為滑動支座和橡膠支座;瑒又ё脕硗ㄟ^摩擦界面過濾輸人的地震力,但除了摩擦擺錘支座(FPB)外,這種體系很少具有自復(fù)位能力,而FPB具有曲線的滑動面,因而可給隔震結(jié)構(gòu)提供由重力產(chǎn)生的恢復(fù)力。橡膠支座具有高的側(cè)向柔度,可以延長結(jié)構(gòu)的振動周期,避開共振區(qū)域,通常與高阻尼材料共同使用來防止隔震結(jié)構(gòu)發(fā)生較大應(yīng)力較小(約為10MPa),在塑性變形條件下具有較好的疲勞特性,被認(rèn)的位移。隔震支座中目前較為廣泛采用的是鉛芯橡膠支座(LRB)。鉛的剪切屈服為是一種較好的阻尼器。在剪切作用下,鉛塊發(fā)生變形,鉛芯屈服后產(chǎn)生的滯變消能作用可以降低隔震結(jié)構(gòu)的位移。且使得下部結(jié)構(gòu)在多數(shù)地震作用下仍能保持在彈性范圍內(nèi)。同時(shí),由于鉛芯橡膠支座具有較高的初始剛度,在非地震荷載,如制動力、風(fēng)荷載、蠕變及溫度等因素的作用下,支座能深持較小的變形。而不影響結(jié)構(gòu)的正常使用,避免了普通橡膠支座變形大的缺點(diǎn)。
橡膠減隔震支座的性能特點(diǎn):
1.耐久性 對于疊層橡膠支座的耐久性。我們可以通過一些試驗(yàn)得到,如加熱快速試驗(yàn)。建筑物在使用的過程中不斷承受豎向的荷載,同時(shí)還受到外界環(huán)境的影響,如氣溫的變化、空氣的氧化作用、正常的微小的震動等,因此,橡膠隔震支座的耐久性應(yīng)該要求自身的材料具有良好的性質(zhì),而且能保證建筑設(shè)計(jì)的要求。
2.耐火性 在隔震支座遭受發(fā)生火災(zāi)或高溫時(shí),由于橡膠具有可燃性和受熱易變形,而隔震支座中的鋼板具有良好的熱傳導(dǎo)性。所以,在隔震支座遭受發(fā)生火災(zāi)或高溫時(shí),由于鋼板導(dǎo)熱很快會加速橡膠的損壞。因此,我們在應(yīng)用橡膠類的隔震支座時(shí),其耐火性,耐高溫也應(yīng)該引起我們的重視。
橡膠隔震支座的構(gòu)造要求:
1.目前使用的疊層橡膠支座,是利用鋼板和橡膠的各自的優(yōu)點(diǎn)相互疊合而成。隔震支座運(yùn)用在建筑中,會增加建筑結(jié)構(gòu)在水平和豎向地震、扭轉(zhuǎn)等作用下,建筑物抗震的能力。
2.為了使疊層橡膠支座具有適當(dāng)?shù)淖枘岜仁怪ё哂幸欢ǖ膫?cè)向剛度。在制造疊層橡膠支座時(shí)在中間設(shè)置鉛棒,有的在中間加入粘性材料,或者在橡膠中加入適量的石墨制成高阻尼橡膠。
3.在遇到大地震時(shí),為了防止側(cè)向位移超過支座位移的允許值,在設(shè)計(jì)是應(yīng)該注意側(cè)向保護(hù)裝置的設(shè)置;橡膠支座具有良好的耐老化特性、抗氧化性、耐高溫性能等。
4.隔震支座上下端有連接板,這些連接板能使隔震支座與基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)連接成為一個(gè)整體。