多高层建筑隔震施工技术应用与质量控制要点

赵 航，董再春

（1、信阳学院 河南信阳 464000；2、河南正弘检测有限公司 河南信阳 464000）

0 引言

在过去遭受地震灾害的情况下，隔震技术凸显了其显著的应用效果。作为成熟的减震手段之一，隔震技术的范围和应用正不断扩大［1］。至今为止，已有万余座建筑采用了隔震技术。然而，在隔震技术快速发展的同时，其支座应用的问题也日益凸显。由于基底隔震及层间隔震技术应用的增加［2］，包括支座质量控制、安装施工技术及后期维护和检测，这些都对隔震建筑的整体安全及性能产生了直接影响［3］。鉴于以上问题，隔震技术的学术研究亟需深入探讨。从长远发展角度看，科技进步将会推动隔震支座应用的质量不断提升。综上所述，我们需要共同关注和研究隔震施工技术的关键之处，将其不断优化，为创造更加安全、稳定的社会环境作出应有的努力。

1 常见的隔震支座的施工与应用

1.1 橡胶隔震支座

隔震结构中常用的隔震装置之一是橡胶隔震支座，如图1 所示，其具有简单构造、稳定性能和低造价等优点。为了使它能够合理应用于工程设计中，需要全面了解橡胶隔震支座的不同类型［4］。目前，橡胶隔震支座主要分为3种类型。天然橡胶隔震支座是最为基础的一种隔震装置，具有较好的弹性和抗压能力。它的制作要求比较高，需要在制作过程中保持一定的温度和压力，以确保整个支座的硫化效果。相比之下，铅芯橡胶隔震支座具有更高的阻尼系数，因为铅的质量相对较大，能够吸收更多的动能，从而对震动起到更好的控制作用［5］。高阻尼橡胶隔震支座则是在铅芯橡胶隔震支座的基础上发展来的，它结合了铅芯和橡胶的优点，能够更好地缓解结构受到的地震力。

图1 橡胶隔震支座示意图Fig.1 Schematic Diagram of Rubber Isolation Bearing

在实际应用中，橡胶隔震支座的质量和性能会受到多种因素的影响［6-7］。例如，环境温度和湿度的不同会影响橡胶材料的抗老化和抗裂性能，从而影响整个支座的使用寿命；荷载的大小和方向也会对支座的稳定性产生重要的影响，需要根据具体的设计要求进行科学、合理的选择。因此，对于橡胶隔震支座的制造、安装和维护，需要有专业技术人员进行指导和监督，以确保支座的质量和稳定性。

1.2 摩擦摆隔震支座

在工程应用中，摩擦隔震系统的自动复位功能对于保护设备和结构非常重要。无论是地震、风灾还是交通震动等外部振动，都可能对设备和结构造成损害或者破坏。而摩擦摆隔震支座的自动复位功能可以尽快地恢复设备和结构的初始状态，从而减小了振动的影响，保障了设备和结构的安全性，如图2所示。同时，摩擦隔震系统的性能与平稳性也是设计过程中需要考虑的重要因素［8］。为此，摩擦摆隔震支座的底盘曲面和滑块滑面需要涂上具有优良性能的复合摩擦材料，减小了支座运动过程中的摩擦力，进一步提高了系统的稳定性和平稳性。此外，支座刚度和底盘曲率的设计也直接影响了系统的性能。通过合理的设计和优化，可以使摩擦摆隔震支座的性能和平稳性更加优越。

图2 摩擦摆隔震支座示意图Fig.2 Schematic Diagram of Friction Pendulum Isolation Support

据以往对摩擦摆隔震支座性能的研究显示，这种支座具有出色的耐久性和稳定的滞回特性，从而在长时间的荷载和温度变化中展现出高度的可靠性。摩擦摆隔震支座的抗压性和稳定性能够有效防止支座过载，并利用滑块的滑动来消耗地震作用，从而控制主体隔震结构的振动响应。如今，这种支座广泛应用于桥梁隔震和建筑结构加固领域，不仅有效预防地震灾害对结构造成的破坏，而且能够保护人员安全和重要设备的完好无损。

1.3 组合隔震支座

组合隔震支座是指将不同类型的隔震支座组合使用，是隔震技术的一种高级形式。组合隔震技术通过将不同类型、不同特点的隔震支座组合在一起，在满足隔震效果的同时，可以更好地发挥各种隔震支座的优点，增强隔震层的安全性和可靠性，在结构抗震性能方面具有很好的优势。这种组合方式通常是将摩擦摆隔震支座和橡胶隔震支座、液体阻尼器等隔震装置进行组合使用。由于这些隔震装置各具特点，能够在不同条件下发挥各自的优势，从而形成一个更为完善的隔震系统［9-10］。相较于单一隔震支座，组合隔震支座具有更大的滞回力和能量消耗能力，能够在地震时更好地控制结构的振动响应。因此，隔震结构设计的关键在于合理组合和布置不同类型隔震支座。一般来说，将铅芯隔震支座外围均匀分布并对称布置，可以避免隔震层产生扭转效应；将滑动摩擦隔震支座布置在隔震层中间位置，可以提供较高的屈服力和较准确的力学模型；配合天然橡胶支座进行布置，可以降低隔震层的偏心率，提供额外的回复力。

在隔震结构的实际设计中，需要根据不同的工程需求和地震条件，选择适当的隔震支座组合方式并进行合理布置。同时，隔震结构的动力响应分析、支座回复力计算等方法也需要得到充分的考虑和应用。组合隔震技术目前是隔震技术的一项重要发展方向，可以有效地提高隔震层的安全性和可靠性，并为一些重要的工程结构提供更好的地震防灾保障。

2 隔震支座安装工程项目中的技术运用

隔震技术的施工是非常重要的一环，它关乎到隔震效果的好坏，以及整个工程的安全性和可靠性。对于隔震支座安装构造详如图3 所示，对于该支座的安装，下面将重点介绍隔震施工方面的内容：

图3 隔震支座安装构造详图Fig.3 Detail of Installation Structure of Isolation Support

⑴隔震施工前需要做好充分准备工作。这包括确定隔震系统的类型和参数、制定详细的施工方案、采购和检查材料和设备、对工人进行培训和安全教育等。在施工现场，需要认真检查、清理和修复基础和地基。

⑵隔震施工过程中需要注意施工顺序和操作方法。在安装隔震设备前，需要钻孔、灌注混凝土和加固基础，确保安装位置的平整和牢固。在安装隔震设备时，需要准确测量和校正位置、深度和角度，保证设备的垂直度和水平度。

⑶施工过程中还需要进行严格的质量控制和安全监管。对隔震支座、埋件和固定部件的质量、尺寸、位置等进行严密的检查和测量，确保其符合设计要求和规范要求。同时，还需要做好现场安全管理，建立健全的安全制度和措施，为施工人员提供安全保障。

因此，隔震施工是隔震技术成功实施的重要保证。只有做好施工前的准备工作、注意施工顺序和操作方法、进行严格的质量控制和安全监管，才能确保隔震系统的的正常使用和地震防灾效果的发挥。

隔震装置由5 个部分组成：上支墩、下支墩、上埋件、下埋件和隔震支座。其中，上支墩和下支墩采用钢筋混凝土材料构成；上埋件和下埋件由预埋钢板、套筒和锚筋构成。隔震支座则是隔震技术的核心部分。隔震支座的大样图如图2 所示。采用该支座，可以在地震中实现结构的隔震，并且不影响其正常使用。支座的材料具有很好的抗震性能和耐久性，能够有效地保证结构在地震中的安全性和可靠性。

2.1 下支墩浇筑与预埋板预埋

在进行预埋板工程时，需要遵循一系列的步骤。首先，根据原始基准点进行测绘放线，在下支墩钢筋的水平钢筋上进行绑扎。为了及时调整钢筋位置，以防止主筋在安装预埋板时被破坏，必须提前在钢筋笼中安置好做预埋板螺栓套筒模型的PVC 管。在绑扎钢筋的过程中，还需要特别注意绑定的紧密和牢固程度，以确保钢筋能够承受预埋板的载荷。进而需要对下支墩边模进行安装、校核、加固，并在下支墩边模壁定高出混凝土浇筑面的辅助木条，用以标示预埋板的高度位置。然后，采用经纬仪与水准仪，将预埋钢板的标高与定位控制线分别测绘于木条与边模顶上，确保预埋板的高度和位置准确无误，安装现场如图4所示。

图4 隔震支座模板浇筑Fig.4 Formwork Pouring of Isolation Support

为了对预埋板的平整度和高度进行调整，将机械水平尺放置于与预埋板有相同厚度尺寸的轻质模板上，下方再用L 型螺纹钢绑扎在下支墩钢筋上，在保证预埋板平整和高度正确的情况下，将其绑扎牢固。在确认好预埋钢板预埋的位置后，需要将下支墩钢筋笼与L 型钢筋进行焊接，并放置预埋钢板，同时再次复合其标高与定位以确保预埋板的位置正确。为保证混凝土浇筑过程中，下预埋板不发生偏移，需要将下支墩钢筋笼与套筒底座进行焊接固定。

在浇筑下支墩混凝土时，需要安排专业人员观测预埋板的水平度以及清理污染物，并在混凝土初次凝结之前，再次检验下预埋板的标高和定位，出现偏差及时纠正。当混凝土达到一定强度后可对下支墩模板进行拆除，并进行养护，从而确保预埋板的平整度和牢固性能［11］。

2.2 隔震支座安装

隔震支座在吊装过程中，必须根据隔震支座的吊重选择合适的吊装方法。当隔震支座到位时，至少两名安装技术人员必须确定位置正确，即确保隔震支座下方连接钢板的螺孔和支墩上方连接预埋板的螺栓对齐。然后指挥吊车缓慢降低支座。每个螺栓都必须通过螺孔。在安装过程中，需要校对隔震支座的摆位、高度和水平度。如果偏差超出规定范围，则需要进行调整。最后，拧紧连接钢板上的螺栓，以确保位置稳固［12］。

2.3 上支墩浇筑与拆模

上连接钢板与预埋板的连接方式与下支墩相同，如图4 所示。提前将上支墩锚筋预留，在隔震支座顶面绑扎上支墩钢筋笼，同时将上预埋件与支座用螺栓连接。然后安装上支墩下方模板，隔震支座顶面略低于该模板表面。在上支墩浇筑混凝土并拆模后，对预埋钢筋露出的区域进行防锈处理。为避免漏浆现象发生，需要在支墩模板安装过程中确保上连接板与模板紧密连接。此外，根据设计要求应有保护层覆盖上连接板和上支墩钢筋，并不允许通过点焊来固定支墩钢筋与连接板。

2.4 隔震支座安装注意关键点

在隔震支座安装过程中，需要注意以下3 个关键问题：①施工人员必须注意预埋板的标高状态，以及为确保工程项目的稳定性，需要安装支墩顶面并对标高进行合理设计；②由于支墩与定位预埋板连接不牢固会导致定位板发生位移，因此施工时必须确保支墩主筋与定位预埋板有牢固的焊接；③由于混凝土厚度是影响工程质量的主要因素之一，施工人员应该根据实际需要，设置混凝土灌注的标准，并加强对混凝土厚度的保护，以避免出现问题。因此，在隔震支座的安装过程中，施工人员需要特别重视这3个关键问题，以确保工程项目的顺利进行，同时保证项目的安全性和质量。

3 结论

本文探讨了隔震支座在隔震工程中的作用和施工要点。通过深入研究和论述，可得出了以下结论：

⑴隔震支座的设计和制造是隔震工程中最关键的环节之一。在设计和制造过程中，需要考虑并兼顾多种因素，包括隔震效果、支座形状和尺寸、材料选择、以及支座与结构之间的连接等方面。在做到了这些方面的全面考量并达到了一定的制造标准，才能保证隔震支座的可靠性和持久性。

⑵隔震支座的施工也是决定隔震工程质量的关键因素之一。在施工过程中，需要严格按照施工规程和设计要求进行操作，并确保支座的准确安装、支座与结构的紧密连接、以及支座的固定、防脱等措施。同时，施工现场安全管理也必须得到充分重视，从而确保施工安全和工程质量。

⑶为了进一步提高隔震工程的质量，需要从多个层面对隔震支座的研究和改进进行探讨。除了优化设计和提高制造质量外，施工队伍也需要更加重视隔震支座安装施工问题，严格控制监测支座施工情况，并及时解决施工中存在的问题。从而为隔震工程的评估和决策提供更加科学的依据。

综上所述，隔震支座在隔震工程中发挥着重要的作用，其设计、制造和施工都需要严格控制和规范。只有通过全面的研究和改进，才能不断提高隔震工程的质量和安全性，才能更好地满足人民的生产和生活需要。