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LRB铅芯隔震橡胶支座图文详解

时间:2017-08-24 11:22

  铅芯支座属于隔震支座。是在普通叠层橡胶支座的中心插入铅芯,以改善橡胶支座阻尼性能。铅芯支座除能承受结构物的重力和水平力外,铅芯产生的滞后阻尼的塑性变形还能吸收能量,并可通过橡胶提供水平恢复力。

  铅芯支座由上连接板 上封板、铅芯、多层橡胶、加劲钢板 、保护层橡胶、下封板和下连接板组成。多层橡胶、加劲钢板构成多层橡胶支座承担建筑物重量和水平位移的功能,铅芯在多层橡胶支座剪切变形时,靠塑性变形吸收能量,地震后,铅芯又通过动态恢复与再结晶过程,以及橡胶的剪切拉力的作用,建筑物自动恢复原位。对应不同铅芯、桥梁的要求,隔震橡胶支座可以有不同的叠层结构、制造工艺和配方设计,以满足所需要的垂直钢度、侧向变形、阻尼、耐久性、倾覆提离等性能要求。

  铅阻尼器的能量吸收能力

  橡胶本身是一种易拉压变形的材料,单独做成支座加力后变形巨大(如图)。工程用橡胶支座是由薄钢板与薄橡胶层叠组成,钢板对橡胶竖向变形有优秀的约束作用,竖向压缩刚度非常高,但与天然橡胶支座一样,LRB支座拉伸刚度较低,约为压缩刚度的1/7~1/10。

  LBR支座的水平变形能力

  钢板约束橡胶的竖向变形但对其水平变形没有影响。同时铅芯能够很好地追随支座变形,吸收地震能量。LRB支座水平性能稳定,LRB支座由于铅芯的存在,能够限制支座的水平变形,如下图所示,装有LRB支座的隔震结构的水平变形要比装有RB支座的小(不考虑外加阻尼作用下)。

  LRB支座的工作特点

  铅芯橡胶支座通过铅芯的大小来调整阻尼的大小。铅芯直径增大后,屈服力变大,阻尼量增加,但中心孔过大也会给支座的性能带来不良影响。

  LRB支座的耐久性

  日本等国家的工程调查表明,LRB支座与RB支座基本一致,隔震橡胶即使在使用100年后,其内部橡胶依然完好。有调查显示,LRB支座使用10年后,其特性基本保持不变,并预测出60年后其性能仅会下降3%。

  LRB支座的基本力学性能

  铅芯橡胶支座的滞回性能可用下图的双线型模型表示。其中细实线为橡胶支座的滞回特性。LRB支座的水平特性是与图示的橡胶部分与铅芯部分水平性能叠加而成,如图粗实线所示。铅芯橡胶支座在剪切变形为250%能表现出稳定的双线型滞回特性

  2 设计依据

  2.1 《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004);

  2.2 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004);

  2.3 《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008);

  2.4 《橡胶支座:桥梁隔震橡胶支座》(GB 20688.2);

  2.5 《Structural bearings》橡胶支座部分(EN 1337-3:2005)。

  3 支座代号

  LRB-400×400-G8橡胶设计剪切模量分为: G8 表示0.84MPa,G10 表示1.06MPa,G12 表示1.2MPa;平面尺寸:矩形A×B (mm),圆形D(mm);A 支座短边尺寸,B 支座长边尺寸,D 圆形支座           直径尺寸;

  名称代号:铅芯隔震橡胶支座。

  本例表示短边为400mm、长边为400mm,橡胶设计剪切模量0.8MPa 的矩形铅芯隔震橡胶支座

  产品特点

  竖向承载力,水平恢复力,阻尼(吸能)三位一体的减隔震装置;支座水平极限位移较大,可有效吸收地震能量;阻尼比较大并能随设计要求调整,具有良好的耗能能力;维修管理成本低(无需其他阻尼装置);

  大震后发生大变形时不发生失稳,复位能力强,残余变形极小,无需更换;表面覆盖有橡胶保护层,保护内部橡胶不受臭氧、紫外线影响,具有更好的耐老化性,50年等效阻尼比降低不到2%;

  LRB 铅芯隔震橡胶支座温度依存性较低,广泛用于不同气候地区;

  安装、施工方便,更换时不损坏梁体和墩台。

  4技术性能

  5本系列支座规格

  矩形分为29 类:

  400×400,450×450,500×500,500×550,550×550,600×600,650×650,700×700,750×750,800×800,850×850,900×900,950×950,1000×1000,1050×1050,1100×1100,1150×1150,1200×1200,1250×1250,1300×1300,1350×1350,1400×1400,1450×1450,1500×1500,1550×1550,1600×1600,1650×1650,1700×1700,1750×1750。

  圆形分为 24 类:

  D350, D400, D450,D500,D550,D600,D650,D700,D750,D800,D850,D900,D950,D1000,D1050,D1100,D1150,D1200,D1250,D1300,D1350,D1400,D1450,D1500;

  针对项目的实际情况,本系列支座还可根据技术要求进行规格尺寸的特殊设计。

  6 设计转角θ(rad)

  本系列支座设计转角为:0.006rad

  当设计转角超出0.006rad 或者客户有特别需求时可以根据实际情况进行特殊设计。

  7支座设计位移

  支座正常设计剪应变为1.0,地震时为2.0;

  当客户有特别需求时可以根据实际情况进行特殊设计。

  8温度适用范围

  本系列支座设计适用温度范围为-25℃~60℃。

  9 梁底坡度

  10 支座上座板顶面不设坡度;

  10.2 现浇梁的坡度由梁底混凝土调整;

  10.3 预制梁的坡度可在制梁时通过支座上部的预埋板调整,也可在梁底预埋平钢板后在支座顶面加设楔形调坡板。

  11本系列支座分为矩形铅芯支座、圆形铅芯支座两种类型,根据桥梁的结构型式、跨径、联长及桥梁宽度等参数确定支座的布置原则。

  12加工、组装注意事项

  1 支座组装须在工厂质检人员对各部件逐件检验合格后方可进行。

  2 支座组装时要将上、下支座板调整平行且中心线重合,然后用上、下连接螺栓将支座连接

  成整体,在运输、存放及安装过程中不得随意拆卸。

  3支座组装后的高度误差应符合EN1337‐3:2005 中6.2.3.1 条的规定。

  4 支座出厂时必须提供产品合格证,附件清单及相关材质报告。

  5 涂装、防护要求

  1 支座钢件外露表面(不锈钢滑动面除外)须进行表面防腐蚀处理。

  2 待涂装表面应进行表面处理,清除附着于钢材表面的杂质,用稀释剂或清洗剂除去油污和脏物;

  3 用喷射或抛射除锈法将涂装表面的氧化皮,铁锈及其它杂质清除干净后,用真空吸尘器将钢材表面清除一次;经喷射或抛射处理后表面粗糙度要求Sa2.5。

  4 待涂装表面经喷射或抛射处理后2 小时内必须按ISO12944‐5 中S5.09 涂装体系(对应等效中国国家标准GB1527 中第6 套涂装体系)喷上第一层环氧富锌底漆,干膜平均厚度为80μm,中间漆为环氧云铁底漆,平均干膜厚度为80μm,面漆为中黄色脂肪族类可复涂聚氨酯面漆,干膜平均厚度为80~100μm。最终漆膜总厚度必须大于250μm。

  5 支座用锚栓需采用多元合金共渗或锌铬镀层等方法进行防护处理,套筒需采用发蓝进行防护处理。

  13 支座安装工艺细则

  1 采用本系列支座时,支座垫石的混凝土标号不低于C40,垫石高度应考虑安装养护和必要时更换支座的方便,垫石顶面四角高差不得大于2mm。

  2 本系列支座采用套筒和锚固螺栓的连接方式,对预制梁应在墩台顶面支承垫石部位预留锚栓孔,锚栓孔预留尺寸按支座总装图;预留锚栓孔中心及对角线位置偏差不得超过10mm。

  3 与支座相邻的梁底及墩、台顶混凝土中需增设4 层网状钢筋,布筋范围需大于支座的上、下支座板平面尺寸;网状钢筋直径ф12mm,网格为100mm×100mm,层间距为100mm;预留锚栓孔处的网

  状钢筋可切断,在孔边增设相同直径的辅助钢筋,网状钢筋布置示意图见下图。

  HDR 高阻尼隔震板式橡胶支座

  现浇梁支座(含预制T 形连续梁墩顶支座)安装工艺细则

  1 普通支座在工厂组装时,应仔细调平,对中上、下支座板,并用连接螺栓将支座连接成整体。

  2 在支座安装前,工地应检查支座连接状况是否正常,但不得任意松动上、下支座连接螺栓。

  3 在支座垫石上先预埋好预埋钢板及套筒,钢板表面平整度不大于最大尺寸千分之一,并注意防止套筒螺栓孔堵塞。

  4 支座垫石顶面应平整光滑,四角高差不大于2mm。

  5 安装支座和各其它构件。

  6 现场浇筑箱梁混凝土,待梁体混凝土达到设计强度后,拆除支架及临时构件,完成支座安装。

  预制T 形梁支座安装工艺细则

  HDR 高阻尼隔震板式橡胶支座

  2 在支座安装前,工地应检查支座连接状况是否正常,但不得任意松动上、下支座连接螺栓。

  3 在梁底先预埋好预埋钢板及下套筒,钢板表面平整度不大于最大尺寸千分之一。

  4 将垫石顶按标高打好,在垫石侧面预留灌注孔,垫石顶面要求平整,安装支座下预埋组件。

  5 吊装预制梁体(先将支座安装在梁底),适当挪动垫石顶面预埋组件,确保支座位置及高程后就位梁体及支座,拧入锚固螺栓留10mm~15mm。

  6 仔细检查支座位置及标高后,用无收缩高强度环氧砂浆压由压浆嘴灌浆,砂浆应灌满并从透气孔中漫出,确保压浆密实。

  7 待灌浆达到设计强度后,拧紧锚固螺栓,完成支座安装。

  预制箱梁支座安装工艺细则

  1     凿毛支座就位部位的支承垫石表面,清除预留锚栓孔中的杂物,并用水将支承垫石表面浸湿。

  2      吊装预制梁体(先将支座安装在梁底),将预制梁体落在临时支撑千斤顶上,通过千斤顶调整梁体位置及标高。

  3      安装灌浆用模板,模板可采用预制钢模,底面设一层4mm 厚橡胶防漏条,通过膨胀螺栓固定在支承垫石顶面。

  4   仔细检查支座中心位置及标高后,用无收缩高强度灌注材料灌浆。

  5   应采用重力灌浆方式,灌注支座下部及锚栓孔除间隙,灌浆过程应从支座中心部位向四周注浆,直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。

  6   灌浆前,应初步计算所需的浆体体积,灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大误差,应防止

  支座更换工艺

  1 若上、下固定型支座需要更换时,由设计单位确定是否需要根据支座实际剪应变对支座预

  先设置与支座对应的剪应变,并测定实际需要的剪应变值。

  2 若需要预先设置剪应变的,则预先在工厂组装完成后按要求设置剪应变并临时固结。

  3 在需要更换的桥墩上安装好顶梁用的千斤顶(若桥墩上无安装空间是可搭建临时刚性支撑),拆除支座锚固螺栓,用千斤顶将梁顶起(同一墩台的梁端或梁底整体均匀顶起)使梁底高出支座自由高度3~5mm。

  4 抽出需要更换的支座将预先设置好剪应变的支座安装到梁底,连接好锚固螺栓。

  5 千斤顶缓慢回油,徐徐放下梁体,检查支座处于正常工作状态后拧紧锚固螺栓。