隔震橡胶支座的技术原理
隔震橡胶支座还可以划分为普通橡胶、铅芯橡胶两种,前者主要是有机结合橡胶层、钢板来促进建筑结构侧向抗压力、水平变形力,以及承载力的不断提升,而后者通常都拥有较高的阻尼,可以有效削弱地震给建筑结构带来的一系列作用、影响,更重要的是可以有效避免隔震层出现位移现象,在防止建筑结构受到地震严重破坏的同时,为其安全使用性能的发挥,以及使用寿命提供有力保障橡胶隔震支座是为建筑物配置合理的橡胶支座,从而让建筑物在遭受地震的时候能够减少自振的频率,从而降低建筑物上部由于地震而导致的可能的破坏。叠层橡胶隔震支座隔震技术的核心装置便是橡胶支座,可以仅安装配置橡胶支座,也可以和阻尼器一起配合,从而使建筑物拥有一个隔震层。叠层橡胶隔震支座在竖直的方向具有很大的承载力,而在水平的方向则刚度不大,所以在水平侧能够允许较大幅度的位移量。这个特点使其一方面能够尽可能缓解震害在水平方向的破坏,另一方面还可以承受垂直方向的地震破坏,属于当前很多发达国家均使用的一种有效的隔震模式。
隔震橡胶支座的优点
结构方面
隔震橡胶支座与其他的防震措施相比,有不少先进性:首先是这种结构能够在竖直方向拥有较好的承载刚度,在受力压缩的情况下不易明显变形,十分便于将建筑体支撑起来,从而保证建筑的可靠性;其次是在水平方向上,隔震橡胶支座十分便于承受水平的变形,当发生剪切变形的情况下甚至能够完全不被毁损,可以显著降低配置了此种结构的建筑在地震中受到的破坏度,尤其是降低建筑物上部在地震中的水平方向位移;第三是隔震橡胶支座在变形复位方面拥有高弹性,当地震发生之后能够迅速让其所承载的建筑物恢复原来的位置;第四是隔震橡胶支座的使用寿命较长,不易老化,在建筑物的生命周期中不必更换;第五是隔震橡胶支座在结构方面并不复杂、施工起来较为方便,也能够保证施工的质量达标。
工程的成本造价方面
当建筑物使用了隔震橡胶支座隔震模式,如前文所述,建筑物上部的抗震性显著增强,因此在构造方面的标准可以适当降低,建筑截面的配筋使用量可以降低,为控制建筑上部造价起到了关键作用;并且,结合我国对于建筑物抗震设计的国家标准:在建筑抗震方面的地基抗震验算依旧是基于本地区烈度的。所以在一些地震频发的地区,进行抗震验算并将其作为建筑物设计必须遵循的标准时,能够显著降低建筑造价。由于采用叠层橡胶隔震技术而新增的.成本包括:首先是建筑必须设置隔震检修层,所以在施工时会导致土方工程的上升,由此而产生更多的成本;其次是如果建筑隔震层设计了地下室,结合抗震国家标准,应该对所有的地下室进行抗震验算,而在验算时还应结合发生地震的各类情况来计算,所以会导致相关成本的上升;建筑在设计阶段时,由于为了尽可能减少地震破坏,而在设计方案中体现出的保守性,同样能够使工程项目的成本上升。但是即便如此,综合起来看,以我国目前的建筑施工水平和建筑材料造价标准,传统的隔震设计和隔震橡胶支座的隔震结构相比较,后者更为经济。
实际应用方面
不少的工程实践案例均能够证明,基于隔震橡胶支座的建筑物能够在地震发生时充分发挥其竖向承载的优势,能够有效而稳定地支撑建筑结构,避免地震的破坏。以我国当前的类似结构建筑工程来说,大部分使用的隔震橡胶支座均产自国内,其实际承载力一般能够超过千吨级别,而一些性能更优异的产品承载力目前甚至已经超过了万吨级别。隔震橡胶支座在构造上并不复杂,也能够灵活地配置在建筑物不同高度,如果建筑物存在地基不均匀沉降的情况,隔震橡胶支座不会受到较大的影响;无论是在刚度的指标上还是在阻尼指标上表现均十分稳定。在对这种结构进行仿真分析时,其仿真结果和实地测量值十分接近,因此在建筑设计阶段便能够通过合理的运算分析而得到建筑完工时的抗震性能。隔震橡胶支座还拥有较为良好的弹性复位特性,因此在发生地震时可以自动从移位状态中回复正常;尤其是隔震橡胶支座拥有其他结构难以比拟的水平刚度可变性。如果所在地区发生台风或者小型的地震,则隔震橡胶支座一开始呈现出比较大的刚度,能够显著减少建筑物的结构位移。而在发生中级地震甚至强震的情况下,隔震橡胶支座的水平刚度迅速减少,其阻尼值依旧维持原值,从而起到隔震的作用。而如果隔震橡胶支座在水平方面出现了较大的位移,此时恰好水平刚度增强,能够有效抑制隔震橡胶支座平侧,保护建筑安全。实践能够证明,这种隔震技术最适合的使用范围是6度至9度地震的建筑物,可以显著降低建筑在地震中受到的破坏,当地面发生震动的时候,建筑物的上部依旧可以保持弹性的状态,从而使建筑物受到的震害降至最低限度,最大程度地确保建筑物本身的安全以及人身安全。
隔震橡胶支座施工工艺
工艺流程
测量放线→下支墩钢筋安装→下预埋组件安装→浇筑下支墩混凝土→清理预埋板、定位校正→安装橡胶隔震支座→安装支座上部连接套筒及锚固钢筋→安装上支墩和隔震层顶板模板、钢筋→混凝土浇筑→隔震橡胶支座检查及维护。
施工操作要点
下支墩钢筋安装
由于橡胶隔震支座下支墩钢筋比较密实，在钢筋下料时应严格控制柱墩竖向钢筋下料尺寸，使弯折位置控制在同一位置，角度严格控制在90°，安装时应注意给预埋锚筋（套筒）留有安装的空间，预埋锚筋长度满足图纸规范要求，深入钢筋笼内。
下预埋组件安装
（1）下预埋组件包括套筒、锚筋和预埋钢板。三者之间通过支座连接螺栓进行临时固定。
（2）利用水准仪测定预埋钢板的标高位置，在柱四周竖筋上焊制4根直径12mm的钢筋支撑，钢筋支撑顶部标高为混凝土完成面标高与预埋钢板厚度之差，将套筒+锚筋从预埋钢板相应孔放入，用螺栓预拧紧，利用水平尺和经纬仪调整预埋板水平度和位移，位置确定好以后用钢筋头把套筒与下部构件主筋点焊，焊接完成后对钢板标高进行二次复核及利用水准尺检查平整度，合格后将螺栓拧紧，钢筋头焊接牢固。
（3）组装定位完成后，对螺栓头进行保护，以免浇筑时弄脏螺栓螺纹。
下支墩混凝土浇筑
（1）混凝土浇筑采用定制方形漏斗，方形漏斗下口尺寸小于预埋板预留口尺寸，上口尺寸为400mm*400mm，从预埋板预留口进行浇筑，浇筑时料斗下口高于方形漏斗上口500mm以上，防止料斗碰触漏斗，边浇筑混凝土边振捣，振动棒不宜接触主筋及预埋件，浇筑完毕后要求抹平上表面混凝土，并及时将残余的混凝土清理干净。
（2）严禁施工作业人员在浇筑混凝土时踩踏承台钢筋、模板及预埋件。
清理、检查预埋板安装尺寸
（1）待混凝土达到设计强度后，拆除连接螺栓，并清扫预埋钢板表面的沙石等。
（2）根据下支墩控制线，检查预埋板安装尺寸偏差，是否符合要求。
隔震支座安装
由于橡胶隔震支座本身较重（本工程单个支座重量最低0.6吨，最大1.2吨），待柱墩混凝土达到一定强度（80%设计强度）时才能进行吊装，且吊装须采用塔吊，吊装时带有套筒螺栓的法兰板朝上；就位时在塔吊司机、塔机指挥以及技术安装工人的共同配合下，支座下部法兰板的螺栓孔对准柱墩顶部预埋板上的螺栓孔后缓慢落下（连接螺栓事先卸下），并最终对准就位；松开塔机起吊绳并穿入螺栓后，由技术安装工人进行精确校正；最后扭紧下部法兰板上的螺栓。同时需要对隔震支座顶面的水平度、隔震支座中心的平面位置和标高进行观察并记录。
支座上部连接套筒及锚固钢筋安装
（1）当隔震支座与下部构架固定好后，将上预埋钢板放置在隔震支座顶部，螺栓穿过隔震橡胶支座连接钢板的螺栓孔后扭入套筒内并拧紧；把伸入上支墩部分的预埋套筒和预埋锚筋与上部钢筋网绑扎牢固。
（2）对隔震支座上预埋钢板水平度和轴线位置进行复检，同时检查橡胶隔震支座外观是否正常，如有脱漆现象，必须进行修补，包括螺栓头部分。
（3）上预埋钢板作为结构的部分底模，连接板与模板的缝隙均需用双面胶带粘贴牢固，该部位由于上预埋钢板将与上部结构的柱和梁相交，隔震支座上的柱底模采用定型专用模板，模板底部采用50mm厚挤塑聚苯板封堵严密。
（4）柱、梁、板模板采用15mm厚覆膜板，按施工方案要求进行加固支设，待建设单位、监理单位验收完成后方可进行混凝土浇筑。
（5）边浇筑混凝土边振捣，振动棒不宜接触主筋及预埋件。
隔震橡胶支座检查及维护
（1）隔震支座上部每浇筑一次混凝土后，由专人对隔震支座进行检查。主要是支座外观变形情况，并做好检查记录。
（2）建筑隔震橡胶支座在使用期间应定期进行检查及维护（建议一年一次）。
（3）对上下外连接钢板脱漆处，应重新补刷油漆(注：油漆一般用环氧富锌底漆+环氧云铁漆+聚胺脂面漆。各层漆膜厚度不小于80μm，总厚度不小于240μm。)。
（4）当支座有不可修复的开裂等重大缺陷时应进行更换。
质量控制标准
（1）隔震支座的支墩顶面水平度误差不宜大于5‰，在隔震支座安装后，隔震支座顶面的水平度误差不宜大于8‰。
（2）隔震支座中心的平面位置与设计位置的偏差不应大于5.0mm。
（3）隔震支座中心的标高与设计标高的偏差不应大于5.0mm。
（4）同一支墩上多个隔震支座之间的顶面高差不宜大于5.0mm。
施工注意事项
（1）预埋板安装时必须保持表面水平，用水平尺校平后妥善固定，不得将预埋件螺栓套筒与支墩钢筋焊接，同时也不得将预埋板与其他钢筋焊接。
（2）隔震支座下的混凝土、附近的梁柱混凝土必须振捣密实，不得出现蜂窝麻面。若铺设找平层，必须确保其强度。
（3）隔震支座连接板和外露连接螺栓应采取防锈保护措施。
（4）在工程施工阶段对隔震支座宜有临时覆盖保护措施。
（5）安装设备管线时应注意以上以下几个问题：
1上下水的进户管在隔震层处应设置水平向可任意错动的连接，一般采用不锈钢波纹管等柔性接头；
2上下水的进户管采用柔性连接构造时，连接件的两端应用丝扣活节连接，连接后连接器应处于竖直状态；
3管道柔性接头连接可靠后，在管道固定之前，应先试验管道的变形量是否能达到设计要求，且无泄露后方可使用。否则应及时检查，并与设计方联系，协商解决。
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