大震小震變剛度球形支座施工技術

姜 宇 韜

(中鐵城建集團北京工程有限公司，北京 100018)

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大震小震變剛度球形支座施工技術

姜 宇 韜

(中鐵城建集團北京工程有限公司，北京 100018)

結合唐山勒泰大型商業綜合體工程實例，探討了大震小震變剛度球形支座的安裝工藝，從下部支承結構預處理、支座就位、上部結構施工、支座二次精調等方面，闡述了該支座的施工要點，并提出了質控及安全措施，縮短了施工工期，提高了施工質量。

球形支座，地震作用，螺栓，預埋鋼板

0 引言

隨著我國鐵路和大型橋梁的發展，球形支座已在國內獨柱支承連續彎板結構、獨柱支承的連續箱梁結構及大跨度斜拉橋中廣泛應用[1-4]，其安裝、維護的施工工藝也日漸成熟。但在建筑結構領域，球形支座的推廣相對滯后且安裝、使用不夠規范、合理。翟子琢[5]，楊勝文[6]等工程師對球形支座的安裝質量控制進行了歸納、總結。賀堅強[7]開發了擔架法對球形支座的安裝工藝進行了改進。

1 工程概況

唐山勒泰商業綜合體是集高層甲級寫字樓、五星級酒店、商務酒店、公寓、高端商業、住宅、大型停車場等的綜合業態集群式建筑。

本工程位于高烈度地震設防區域，現場安裝施工工期較緊，而鋼結構總量較大，層高較高，結構形式多樣，施工難度大。為提高結構的整體安全性并縮短工期，采用了一種大震小震變剛度球形支座(見圖1)，其性能指標如表1所示。

表1 球形支座設計參數

X向(長軸)剛度/kN·m-14400Y向(短軸)剛度/kN·m-15500豎向壓力設計值/kN1200豎向拉力設計值/kN300水平剪力設計值/kN1000螺栓抗剪承載力/kN60轉角/rad0.15X向滑動量/mm120Y向滑動量/mm100

支座的平動通過內、外位移箱和板簧之間的彈性變形來實現，轉動通過球冠襯板與球面滑板之間的滑動來實現。

其中，A區冰場樹杈上空主次梁曲線鋼結構網格、B段水世界屋面網架、C段天幕網架分別采用了20個、22個、27個，共計69個大震小震變剛度球形支座(見圖2～圖4)。

2 施工方法

在施工過程中，待上部結構卸載完畢且達到正常使用狀態后，在適宜溫度下采用二次支座精調法再次調整下支座板位置，保證支座在無初位移和初轉角的情況下將下支座板與下部結構固定連接，以實現支座在可變荷載和地震作用下能夠正常平動和轉動，縮短了工期，提高了施工質量。

2.1 施工流程

施工工藝流程見圖5。

2.2 安裝階段

1)下部支承結構預處理。a.螺栓連接預處理。預留孔：預留孔必須按圖紙要求施工，預留孔深度和直徑必須大于地腳螺栓的預埋長度和直徑，一般均大于60 mm，如圖6所示。鑿毛墊石上表面，露出粗骨料并呈堅固不規則表面(鏟鑿的時候，應注意鏟鑿面不要出現極端的凹凸不平，凹凸之差應在20 mm之內)，見圖7。灌注部位的灰塵、雜物、油垢等應清除干凈，以保證灌漿料與基材面可靠粘結。根據氣候及現場情況對澆灌部位適當加以潤滑(用環氧砂漿時，應保持干燥)，但不應有明水存留。下部結構的標高和水平度應滿足設計要求，柱頂支座設計位置處劃出中心線,放置楔形墊塊。b.焊接預處理。下部結構設置預埋鋼板(錨板)，見圖8，圖9。檢查預埋鋼板結構標高和平面定位尺寸是否與設計圖紙一致，如不一致應調整。在預埋鋼板上標注支座定位位置，放置楔形墊塊。

2)支座就位。a.檢查支座吊鉤和吊裝位置是否可靠。b.檢查支座上、下座板連接是否可靠。c.在上、下支座板的四邊劃注十字中心線，便于安裝找正。d.將支座吊裝至楔形墊塊上。

3)支座調平、對中。a.對中找正：首先確定支座的安裝方向(單向和雙向滑動支座應注意區分支座的滑動方向)，柱頂支座設計中心線、預埋鋼板中心線與下支座板中心線對齊。b.調平(高程控制)：用楔形塊調整支座標高達到設計要求，應注意兩個方向的水平，其四角高差不得大于2 mm。

4)支座與下部結構點焊。按標注的定位位置進行點焊，使支座與下部結構臨時固定。

5)上部結構施工。a.現澆梁(柱)施工。安裝梁(柱)底預埋鋼板，支梁(柱)體模板，混凝土的澆筑及養護，安裝防塵罩。b.預制梁(柱)施工。施工安裝時在梁(柱)端應采取臨時支撐措施，防止側傾。上支座板與梁(柱)底采用焊接方式連接時，必須采取間斷焊接，不得連續焊接，焊接后要在焊接部位做防銹處理。

6)支座與上部結構連接。梁(柱)底預埋鋼板見圖10。a.焊接。采用焊接方式連接時，支座與預埋鋼板之間不得有空隙。如有空隙，應采取注漿方式予以填充。同時，應采取降溫措施，防止支座鋼結構過熱而損壞聚四氟乙烯板。b.高強度螺栓連接。支座與上部結構采用高強度螺栓連接時，連接面需預留錨栓孔。預留錨栓孔中心及對角線位置偏差不得超過±1 mm。將上支座板與上部結構的鋼板用高強度螺栓連接，并用大于500 mm的扳手人力擰緊。

7)解除上、下支座板間的固定裝置。

8)上部結構卸載。

9)支座二次精調。因為上部結構卸載后，上支座板下沉過程中可能發生傾斜、轉動，所以待上部結構卸載完畢且達到正常使用狀態(施工現場氣溫接近工程場地全年平均溫度)時，采用支座二次精調法進行第二次支座調平、對中。具體步驟為：a.記錄上支座板的變形位置。b.利用千斤頂抬起上部結構，使支座懸空。c.利用鋼楔塊和撬杠調整下支座板的四角高程，使之與記錄的上支座板變形位置平行。d.逐步減小千斤頂行程并同步移動鋼楔塊使下支座板四角相對高程保持不變，待下支座板與下部結構接觸時，用鑄鋼件或鋼板作墊層固定下支座板的位置。e.繼續減小千斤頂行程直至上部結構再次達到卸載完畢狀態后，撤出千斤頂，使上支座板自由變形至之前記錄的位置。f.利用水平儀校核上、下支座板是否相對平行且球冠襯板中心、球面滑板中心和中支架球面凹板中心是否無相對滑動。g.校核無誤后可進行下一步操作，否則重復a.～e.直至滿足要求為止。

10)支座與下部結構連接。a.螺栓連接。地腳螺栓安裝(見圖11)：將地腳螺栓穿入下支座板地腳螺栓孔并旋入底柱內，如有膠墊應安裝在下支座板下面。b.焊接。檢查預埋鋼板與支座之間鋼材的可焊性(是否滿足焊接材料和焊接工藝的要求)。設計焊接工藝并進行試焊，確保聚四氟乙烯滑板處的溫度低于250 ℃。鏟除焊縫處支座鍍鋅層或油漆并檢查下支座板與預埋鋼板的位置，確認無誤后將下支座板與預埋鋼板焊接，焊縫應滿足設計要求。

11)重力灌漿。a.支重力灌漿模板。模板與墊石頂面應采取可靠措施，防止在重力灌漿時發生漏漿。模板支設應大于下支座板10 cm。b.灌漿注意事項。支座就位后進行澆筑時必須注意灌漿料用量，澆筑時灌漿料要從支座底部中心向四周流動，以防止支座下部澆筑不實或脫空。支座底面與支承墊石之間預留20 mm～50 mm空隙，如圖12所示。

3 質量控制

1)預制梁板就位后支座下沉，要求環氧砂漿配合比準確且有足夠的固化時間。

2)支座安裝完畢后，應對焊縫進行超聲波探傷檢測，如不能對缺陷進行判斷時，應采用射線探傷。

3)滑板活動不正常時，應對滑板的儲油坑進行徹底清洗并注滿硅脂。

4 安全措施

1)所有施工人員必須嚴格遵守施工現場有關安全施工的規定。

2)施工人員應培訓合格后方可操作，操作人員必須精心操作，聽從指揮。

3)所有選用機具、工具必須嚴格檢查，不合格產品嚴禁使用。

5 結語

常規的球形支座安裝過程中，作業人員往往只注重支座縱橫軸線和高程的控制，忽視了上部結構的卸載過程，在整體結構未達到正常使用狀態時即拆除上、下支座板間的臨時連接。本工程采用二次支座精調法來保證球形支座安裝到位、受力合理、工作正常，無初應力、初位移和初轉角，縮短了工期，提高了施工質量。

[1] GB/T 17955—2000，球形支座技術條件[S].

[2] 莊軍生.橋梁支座[M].第3版.北京：中國鐵道出版社,2008.

[3] 崔 玲,徐國彬.萬向承載、萬向轉動、抗震、減振球形鋼支座的研制[A].第九屆空間結構學術會議論文集[C].2000:824-829.

[4] 張 健,楊大偉.鐵路橋梁LQZ球形支座的施工技術[J].鐵道建筑技術,2007(5):59-61.

[5] 翟子琢.公路橋梁盆式球形支座安裝質量控制[J].民營科技,2013(8):73-74.

[6] 楊勝文.淺談球形鋼支座安裝質量控制[J].科技創新與應用,2015(22):215.

[7] 賀堅強.橋梁大型球形支座安裝工藝改進[J].房地產導刊,2015(11):336.

Construction technology of spherical seismic bearing with variable stiffness

Jiang Yutao

(Beijing Engineering Company Limited of China Railway Urban Construction Group, Beijing 100018, China)

Combining with projects in Letai large-scale commercial complex in Tangshan, the paper explores the installation craft for the spherical seismic bearing with variable stiffness, illustrates the construction points of the support from the preprocessing of the lower support structure, bearing position, upper structural construction, secondary refined adjustment of bearing, and points out the quality control and safety measures, so as to shorten the construction period and promote the construction quality.

spherical bearing, seismic role, bolt, embedded steel plate

1009-6825(2016)12-0084-03

2016-02-20

姜宇韜(1984- )，男，工程師

TU352

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