超低摩擦系数摩擦摆隔震支座的实用型研究

超低摩擦系数摩擦摆隔震支座的实用型研究

徐孝龙,莫涛涛,谭宗宽

中国建筑第五工程局有限公司   湖南长沙  410000

根据项目信息和提供的技术报告改下 谢谢

海口市灵山中学改扩建工程由海口市灵山中学建设，位于海南省海口市美兰区灵山镇灵中路1号灵山中学内。总建筑面积为44713.70㎡，其中地上建筑面积39558.36㎡，地下建筑面积5155.34㎡；拟建1栋初中部教学楼,建筑面积为3830.29㎡；拟建1栋高中部教学楼，建筑面积为9893.79㎡；拟建1栋综合科技楼，建筑面积为16678.77㎡；拟建1栋体育馆，建筑面积为3951.66㎡；拟建1栋学生公寓楼，建筑面积为10359.19㎡；

摘要：随着城市的快速发展，出现了人口聚集、用地紧张等问题。同时，随着现代城市居民对于居住、消费、休闲、娱乐、社交多种形态的高质量生活的要求越来越高，在城市的优良位置和地区，出现了越来越多的超高层城市综合体。以空中连桥作为连接各建筑单元的桥梁，构成了通道树型交通体系，为人们营造良好的室外休闲、娱乐互动、营造出良好的景观效果。空中连桥既赋予了超高层的城市综合空间以别致的观景平台，又起到了连接与互动的重要作用。

关键词：超低摩擦系数；摩擦摆隔震支座；实用型研究

引言：摩擦摆隔震支座是利用弹性体在两个滑移的交界面上的摩擦力来提高减震效果的一种新型减震支撑。其工作机理为“钟摆”，利用振动和接触表面的摩擦力来增加自身振动的频率，从而消耗输入的地震动[1]。由于摩擦表面的弯曲，产生了一个恢复力，从而使由摩擦学摆式支撑的构件在自身重量的影响下，回到了原来的中心位置。本文就以某建筑群项目为例介绍超低摩擦系数摩擦摆隔震支座的应用及质量控制方法。

1.工程的基本概况

海口市灵山高中的改建项目是在海南省海口市美兰区灵山镇灵中路1号灵山高中的基础上进行的。该学校的占地面积为44713.70平方米，包括地面39558.36平方米和地面5155.34平方米；规划建设一幢占地3830.29平方米的初中部教学楼；规划建设一座占地9893.79平方米的高中部教学楼；拟建设1座占地16678.77平方米的综合性科学技术大楼；拟建设1座占地3951.66平方米的运动场；拟建设1座占地10359.19平方米的学生公寓

2摩擦摆隔震支座构造

摩擦摆支座的主要成是由上座板、中座板（球冠体滑块）、下座板、锚固件（锚栓、连接套筒）、连接板、紧固件等零件。所述的上、下两个座板均为铸造钢，所述的中间座板（球顶滑块）与所述的中间座板之间的摩擦表面为一凹的球表面，所述的凸的球表面是一种表面镀有一层不锈钢的表面；中间座板（球形顶盖滑动机构）为基本钢材，其凸球形表面与上、下座板的凹球形表面相同，并装有一种改性超高分子量聚乙烯滑动机构。

3.对摩擦摆式减振支座的施工质量的管理

3.1为安装作好充分的准备

在进行摩擦摆隔震支座的安装时，由施工单位技术负责人、现场施工员、支座厂家技术代表共同构成一个施工小组，由建设单位、监理单位相关负责人共同构成一个质量验收小组，确保摩擦摆支座的施工品质得到保证。

3.2支座进场验收工作准备

审查原材料检验报告，生产过程记录，产品质量证书，出厂检验报告，型式报告和其它需要的证据，并对支座进行现场质量验收。

3.3工艺预备

对图纸和规范要求了如指掌，并将其提交审核，然后，由建设企业的技术负责人组织监理、相关管理人员、劳务现场负责人、技术负责人班队长对其进行一次支座的特殊施工方案的交接。经过技术复查之后，在支座基础钢筋绑扎阶段、支座预埋阶段、支座基础混凝土浇筑阶段、支座吊装阶段，对参加工程的全部工作人员，分别进行了技术交底。实行各工序相互检查，在下一道工艺开始之前，对上一道工艺的施工品质进行检查，做好交接程序，并向监督部门报告。凡需做的暗桩均需经监督部门批准后才能施工。

3.4器材和场地的准备

准备好设备和辅助材料，例如起重设备，焊接设备，测量仪器，手工工具和其它辅助设备。事先计划好材料的进入路线，卸货地点和临时堆场。

4摩擦摆隔震支座安装

4.1支座锚栓及连接板安装

在摩擦摆支座安装中，因其所需的预埋锚栓数目多且尺寸大，在装配过程中容易与基底的箍钢筋相抵触，造成不能准确装配。另外，由于采用了现场浇注的方法，因此在施工时，支架上的锚杆和联接的钢板极易被干扰而产生偏差。为了解决上述两个施工难题，特采用了支座基础与基础之下的楼板进行分次浇筑，利用木模及PVC管等比来制造定位模板，现场放样，保证钢筋不会与支座基础箍筋产生冲突，并进行了安装和调整。首先利用木质模板和PVC管材等比例来制造一个固定模板，来对支座的垂直筋插筋的位置进行复查（垂直筋插筋的部位确定了箍的部位，并且要保证箍的部位不会与锚杆产生冲突），然后再对下面的梁板和支撑的垂直筋插筋的部位进行调节[2]。在保证了支座基础箍筋不会与锚栓碰撞之后，在支座基础下部、中部和上部保留三条箍筋，来对插筋的位置进行确定，防止在下部梁板浇筑的时候，支座基础插筋出现了位移或倾斜。之后，在下一层的梁板上对固定调整支撑的埋设部位进行了测量，并将预埋好之后进行了下一层的混凝土浇筑。在混凝土到达强度后，将三个暂时固定用的箍筋拆卸下来，并将其与埋件进行焊接。在将连接板与锚栓进行结合之后，进行吊装（套管与连接板下表面对称点焊两处就可以了，禁止满焊，因为满焊会造成连接板的扭曲），在连接板圆周上，要有4个均匀分布的吊耳，用钢丝绳穿过4个吊耳来起吊，在起吊的时候，要保证连接板在一个水平的位置上，不能出现不稳定的倾斜或倾翻的情况。

4.2固定支座基础的锚固

在对支撑基础的箍筋进行捆绑之前，需要对底部的梁板和支撑基础之间的混凝土交界处进行凿毛，在正确地清除了上面的残留物之后，才能进行箍筋的捆绑。在安装支承地基箍筋时，必须要有一人在一旁监管，以避免在安装时由于粗暴的操作而导致预埋的锚杆和连接片发生位移。根据设计图对钢筋进行捆绑，并对基础的标高，钢筋的数量，规格和间距进行了严格的控制。

4.3支座基础地基注浆

在支撑的连接板上，要设立有浇灌孔，在进行混凝土的浇筑的时候，采用的是分级振捣，将其的施工深度限制在500mm之内。在进行分层的施工的时候，要使用振动棒进行振捣，保证其能够达到足够的振捣效果，保证其具有足够的稳定性。

4.4支座的吊装

在设计支座的时候，考虑到了吊装的方便性，AB连桥的KZQZ-10000±1000支座，其总重量为6.9吨，能够达到了现场的塔吊起吊的要求，因此可以进行一次完整的装配。BC连桥KZQZ-15000±1000支座的单体重量达到8.6吨，超过了现场的塔吊所能承受的重量，采取了分段吊装的方法，把支座分成了上下两部分，分别由上下两部分组成，在将中间的中座板和下座板进行暂时的结合，然后进行吊装，在下面的板周边，有4个吊耳，4个吊耳被平均布置在上面，钢索从这4个吊耳间穿过去进行吊挂，在吊挂的同时，要保证下面的座板始终处在一个水平的位置，以免发生不稳定的倾翻和倾倒。将支座放在下部联结盘上方，使支座螺栓孔与下连接板螺栓孔对齐，将连接螺栓穿过支座螺栓孔与预埋与预制套管旋合。在装配时，要小心对支座的滑移表面进行防护，不要有任何东西掉落在支座上，这样会对支座的不锈钢表面的滑移造成影响。均匀地布置4个T形吊架，用钢索通过4个T形吊架进行吊运，在吊运时要保证上部联结器的位置是在水平线上，以免发生不稳定的倾侧或翻转[3]。AB连桥支座不需拆卸吊运，在吊运时，支座必须在一定程度上保证支座不会发生不稳定的倾侧和翻转。在安装之前，采用Z形临时固定装置，将上下两个支座牢固地联接在一起，确保在后面的连桥建设中，不会出现滑动、位移等现象。在将支座进行了固定之后，按照支座的规格，制造出与之相适应的防护罩，该防护罩采用了角钢为支撑框架，上面覆盖了一层不锈钢，并在周围加了橡胶防水、防尘罩，并在支座周围设置了警示标志，且在支座上不允许堆积任何材料。

结论：

综上所述，摩擦摆隔震支座通过滑块与摩擦系数恒定的滑动面球面接触，既能提供自动恢复能力，又能有稳定地耗能，还能允许结构旋转和自由移动。由于摩擦摆隔震支座具有很好的滞回特性，能够在大震级下消耗掉大量的震动能量，因此，摩擦摆隔震支座高在高层建筑连接体系中被广泛使用。结合以上案例的实际情况，对摩擦摆隔震支座系统进行了施工过程中的一些体会和作法进行了归纳，以期对以后同类工程有一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]王建,朱忠义,周忠发,杨育臣,欧进萍.高位大跨度连体结构隔震减振多性能目标设计[J].建筑结构学报,2023,44(04):54-62+86.

[2]赵桂峰,何昊,马玉宏,杨恒.旋转质量摩擦阻尼器限位摩擦摆隔震桥梁地震响应分析[J].土木工程学报,2023,56(02):46-57.

[3]庄鹏,李一博,韩淼.三维地震作用下某摩擦摆隔震单层球面网壳振动台试验研究[J].建筑结构,2023,53(03):1-9+51.