近年来高速铁路在我国迅速发展,到2030年将扩展为八纵八横的区域性路网格局。为保证高速行车的平顺性,我国高速铁路多采用“以桥代路”的思想,建筑在线路中占比高。同时,我国地震活动频繁,对跨区域性的高铁路网构成严重的潜在威胁。目前,减隔震技术已成为提高震区建筑抗震能力的重要手段,而我国的建筑减隔震技术发展较晚,在设计方法上有较大的发展空间。因此,本文以高速铁路减隔震建筑为研究对象,将减隔震技术与基于性能的抗震设计思想相结合,提出了适用于高速铁路减隔震建筑的性能设计方法,主要研究工作如下:
支承垫石处理:支承垫石需达到设计强度(下部结构混凝土需达到 75% 设计强度),表面平整、清洁、干燥,无起皮、起砂、开裂等问题;预埋螺孔需清理干净并涂抹黄油,采用黄油和油毡设置隔离层,为后续支座更换预留条件。
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活动支座的摩阻系数经注入专用硅脂润滑后,常温型活动支座的设计摩阻系数最小取值可为0.03;耐寒型活动支座的设计摩阻系数最小取值可为0.06。该系数对计算支座水平力及位移至关重要。
另一种布置方案:中墩设固定支座(承担纵、横向荷载),其余墩设定向滑移支座(分担横向荷载),桥台设定向支座,适配多跨连续梁桥的位移需求。
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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。
定位准确:支座安装位置必须精确,确保与设计一致。
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固定支座:核心功能为固定主梁在墩台上的位置,传递竖向力与水平力,允许主梁发生挠曲及支座处自由转动,但限制水平移动,保障结构纵向稳定性。
四氟乙烯滑板橡胶支座:在普通板式橡胶支座顶面粘贴一层聚四氟乙烯板制成。当活动支座的预期位移量较大时,若仅依靠橡胶的剪切变形,则需要异常厚的橡胶层,这既不经济也影响稳定性。此时,可选用四氟乙烯滑板支座,通过在梁底设置不锈钢板与之形成低摩擦副(摩阻力极小),通过滑动来满足大位移量的需求,实现梁体的顺畅伸缩。
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易于安装和维护:摩擦摆隔震支座的安装相对简单,且后期维护成本较低。
隔震支座安装流程:先将隔震支座与下部构架固定牢固,再将上预埋钢板放置于支座顶部,螺栓穿过支座连接钢板的螺栓孔拧入套筒并拧紧;最后将伸入上支墩的预埋套筒、预埋锚筋与上部钢筋网绑扎牢固,确保连接稳定。

聚四氟乙烯滑板式橡胶支座的摩擦力计算不计制动力,应满足:μTRGK≤GEAGTANA计制动力,应满足:μTREK≤GEAGTANA式中,μT为摩擦系数;TANA为橡胶支座容许剪切角的正切值,根据是否计入制动力而取不同值;REK为由结构自重和汽车活载(计入冲击系数)引起的小支座反力;AG为支座平面毛面积。
适用结构:高架桥坡梁、斜交梁(斜交角≤45°)、曲梁等异形结构;多跨连续梁、简支梁连续板等需适应温度变形、地震位移的建筑;造价低于盆式支座约 30%,安装便捷,适用于对经济性与可靠性均有要求的工程。
