李偉光

（云南省工程質(zhì)量監(jiān)督管理站，云南 昆明 650228）

0 引言

隨著我國建筑工程施工技術(shù)的不斷提高，在抵御地震對我國建筑工程施工技術(shù)建筑結(jié)構(gòu)破壞措施上，建筑減隔震技術(shù)就是其中一種抵御地震破壞，保證建筑結(jié)構(gòu)安全的專項技術(shù)?！对颇鲜「粽饻p震建筑工程促進(jìn)規(guī)定》已明確規(guī)定下列新建建筑工程應(yīng)當(dāng)采用隔震減震技術(shù)：①抗震設(shè)防烈度 7 度以上區(qū)域內(nèi) 3 層以上、且單體建筑面積 1 000 m2以上的學(xué)校、幼兒園校舍和醫(yī)院醫(yī)療用房建筑工程；②前項規(guī)定以外，抗震設(shè)防烈度 8 度以上區(qū)域內(nèi)單體建筑面積 1 000 m2以上的重點(diǎn)設(shè)防類、特殊設(shè)防類建筑工程；③地震災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建 3 層以上、且單體建筑面積 1 000 m2以上的公共建筑工程。鼓勵前款規(guī)定范圍以外的其他建筑工程采用隔震減震技術(shù)。此“規(guī)定”已由云南省人民政府常務(wù)會議通過，自 2016 年 12 月 1 日起施行。隔震是指在建筑物的底部或某個位置設(shè)置隔震裝置形成隔震層，改變建筑物和地面的剛性連接，把上部結(jié)構(gòu)和下部基礎(chǔ)隔離開來，通過彈性變形和摩擦來消耗地震能量。相比疊層橡膠支座，摩擦滑移擺支座技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、易于制造，壽命長，同時摩擦材料更為節(jié)省。本文所闡述的新型摩擦滑移擺隔震支座在云南省某幼兒園工程（見圖 1）得到首例試點(diǎn)運(yùn)用。

1 摩擦滑移擺隔震支座的種類

按照滑動摩擦面結(jié)構(gòu)形式，（支座分類見圖 2）可將摩擦擺隔震支座分為兩類：I 型為單主滑動摩擦面型 2a、2b；II 型為雙主滑動摩擦面型 2c。

圖1 工程試點(diǎn)

圖2 支座分類

2 規(guī)格

2.1 支座基準(zhǔn)豎向承載力分為 18 級

2 000、2 500、3 000、3 500、4 000、4 500、5 000、6 000、7 000、8 000、9 000、10 000、12 500、15 000、17 500、20 000、25 000、30 000 kN。

2.2 支座設(shè)計位移量分為 9 級

±200、±250、±300、±350、±400、±450、±500、±550、±600 mm。

2.3 支座擺動周期分為 8 級

2、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6 s。

3 標(biāo)記

GB/T XXXXX—XXXX 示例：支座類型為 I 類，基準(zhǔn)豎向承載力為 5 000 kN，極限位移為 400 mm，擺動 周期為 4s 的摩擦擺隔震支座，其型號表示為：FPS-I- 5000-400-4。

4 隔震術(shù)語

4.1 隔震結(jié)構(gòu)

在結(jié)構(gòu)物中設(shè)置隔震裝置而形成的結(jié)構(gòu)體系。

4.2 隔震層

設(shè)置在被隔震的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)（或基礎(chǔ)）之間的全部隔震裝置的總稱。

4.3 上部結(jié)構(gòu)

隔震結(jié)構(gòu)中位于隔震層以上部分。

4.4 下部結(jié)構(gòu)

隔震結(jié)構(gòu)中位于隔震層以下的部分，不包括基礎(chǔ)。

4.5 摩擦滑移擺

利用摩擦并滑移吸收耗散地震輸入能量而使結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)衰減的裝置。

5 本項目隔震工程概況

本工程所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 8 度。設(shè)計基本地震加速度為 0.20 g，設(shè)計地震分組為第三組；工程采用摩擦滑移擺支座隔震技術(shù)，符合 GB 50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》要求。場地類別為 Ⅱ 類，設(shè)計特征周期為 0.45 s，水平地震影響系數(shù)最大值 0.16，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級為二級。設(shè)計地下基礎(chǔ)均為獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)支墩安裝摩擦滑移擺支座，與上部鋼結(jié)構(gòu)連接，形成一個隔震整體，隔震層高度為 2.45 m，共有 41 個摩擦滑移擺支座，支座型號均為 KGHP-I-R1000-N2000-D240。摩擦滑移擺下支座預(yù)埋有螺栓套筒的下預(yù)埋板，摩擦滑移擺通過用高強(qiáng)螺栓與基礎(chǔ)進(jìn)行連接，上支座通過高強(qiáng)螺栓直接與上連接板固定鋼柱。

6 摩擦滑移擺隔震支座的工作原理

摩擦滑移擺隔震技術(shù)：將隔震消能裝置安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)（或底部柱頂）之間，把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開”，將地震作用充分的分散，明顯地減輕地震作用。摩擦滑移擺隔震原理：在兩個間隔設(shè)置的安裝板之間分別設(shè)置兩個滑塊，滑塊中心開設(shè)通孔，將彈性元件設(shè)置在通孔中，彈性元件兩端的摩擦片與兩個安裝板在壓力作用下，安裝板的上下摩擦曲面產(chǎn)生摩擦來消耗震動能量，從而達(dá)到減震的作用。

7 摩擦滑移擺的構(gòu)造

摩擦滑移擺的構(gòu)造如圖 3 所示，其主要由球冠、下耐磨板、下支座板組件、墊板、橡膠密封圈、連接板、上支座組件、上耐磨板、下部預(yù)埋板、錨棒、鎖定裝置等部分組成。除下部預(yù)埋板、上部連接螺栓與錨棒，支座其余部分整體組裝形成。

圖3 支座構(gòu)造示意圖

8 安裝前準(zhǔn)備

1）摩擦滑移擺支座安裝期間建設(shè)單位、監(jiān)理、施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場技術(shù)員等必須成立現(xiàn)場施工質(zhì)量檢查小組，保障現(xiàn)場安裝質(zhì)量得到控制。施工單位組織技術(shù)人員、測量員、安裝工（包括安裝預(yù)埋件人員和組裝摩擦滑移擺支座人員）、混凝土澆筑人員、吊裝工、鋼筋工、木工等（見圖 4），根據(jù)工程實際情況分成不同階段的班組組織勞動力進(jìn)行作業(yè)，保障安裝有序開展。

圖4 人員組織

2）摩擦滑移擺支座進(jìn)場提供下列質(zhì)量證明文件：原材料檢測報告；連接件檢測報告；產(chǎn)品合格證；出廠檢驗報告；型式檢驗報告；其他必要證明文件。

3）施工技術(shù)準(zhǔn)備。

①與業(yè)主（監(jiān)理）進(jìn)行現(xiàn)場交底，如原材料、零部件及設(shè)備的堆放場地，行車通道、水、電，辦理好施工許可手續(xù)，協(xié)調(diào)并確定施工日期和各工序施工計劃，與其他施工單位交叉作業(yè)協(xié)調(diào)計劃。

②對施工前道工序（下支墩鋼筋）進(jìn)行復(fù)核，確保下支墩鋼筋綁扎的標(biāo)高、幾何尺寸等合格，并做好交接手續(xù)。

③做好機(jī)具及輔助材料的準(zhǔn)備工作，如吊機(jī)、電焊機(jī)、測量儀器、手動工具及其他輔助用具。

④熟悉合同、圖紙及規(guī)范，做好專項施工方案，繪制安裝順序圖，同時做好專項安全、技術(shù)、質(zhì)量交底工作。

9 安裝流程

施工順序為：墩基礎(chǔ)鋼筋綁扎→摩擦擺預(yù)埋板安裝固定→支模→預(yù)裝滑移擺→墩基礎(chǔ)混凝土澆灌→養(yǎng)護(hù)→吊裝摩擦滑移擺支座→吊裝鋼結(jié)構(gòu)→上部主體施工（見圖 5）。

圖5 施工工藝流程

9.1 摩擦擺預(yù)埋板安裝固定

1）墩臺按照設(shè)計圖紙進(jìn)行鋼筋綁扎，嚴(yán)格控制墩臺標(biāo)高、鋼筋數(shù)量、規(guī)格及間距。先行進(jìn)行鋼筋隱蔽驗收。

2）預(yù)埋底板預(yù)埋施工之前根據(jù)預(yù)埋位置提前進(jìn)行對預(yù)埋錨筋位置處是否有立筋妨礙預(yù)埋件的就位，綁扎基礎(chǔ)鋼筋時調(diào)整鋼筋位置，調(diào)整阻擋物，保證正式預(yù)埋過程的順利進(jìn)行（見圖 6）。使用輔助模具在抗浮板澆筑前進(jìn)行鋼筋位置調(diào)整，預(yù)埋位置進(jìn)行障礙物清除。

圖6 墩臺鋼筋綁扎

3）由于預(yù)埋板與基礎(chǔ)墩臺由套筒錨入連接（見圖 7），墩臺澆灌前，套筒在混凝土澆筑前需要將上端頭用黃油及膠帶堵住，防止混凝土漿灌入，套筒下端與螺栓連接位置封堵，防止影響后續(xù)高強(qiáng)螺栓的穿入。

圖7 套筒錨入

4）下部預(yù)埋板安裝固定。摩擦滑移擺支座下預(yù)埋件按圖紙要求錨板下部只有 4 顆長度為 160 mm 的套筒錨棒，為了牢固固定預(yù)埋板，采取了安裝固定措施。

①焊接固定架。在下支墩鋼筋綁扎完成后（最后一層層網(wǎng)片鋼筋暫時不綁扎，待安裝固定后再進(jìn)行補(bǔ)扎，以方便焊接固定），單獨(dú)焊接用于承載預(yù)埋板的鋼筋架子，使其單獨(dú)承載（見圖 8），直接落于地板混凝土上，預(yù)埋板直接放置在架子上，待預(yù)埋板對中調(diào)平后進(jìn)行固定。

②預(yù)埋板錨筋加強(qiáng)。在用儀器調(diào)好標(biāo)高后用 2 顆Φ18 mm 的四級螺紋鋼與下預(yù)埋板每邊進(jìn)行焊接，焊接鋼筋長度為 650 mm，共計 8 顆，分多次進(jìn)行焊接保證焊接質(zhì)量，避免焊接時溫度過高從而造成預(yù)埋板起拱，從而影響板的平整度。套筒長度為 160 mm，絲口長度為60 mm，下部套筒位置約 80 mm，為實心套筒，在每個套筒兩邊搭接 2 顆 Φ16 mm 四級螺紋鋼，雙面焊，焊接長度約 50 mm（避免焊接長度過長損傷上部絲口），共計焊接 8 根，這 16 根鋼筋主要為加強(qiáng)下部錨固以及方便預(yù)埋板與墩基礎(chǔ)鋼筋間的焊接連接固定（見圖 9）。

圖8 固定架安裝

圖9 加強(qiáng)錨筋（單位：mm）

9.2 墩基礎(chǔ)的支模及混凝土澆灌

1）支模。待鋼筋進(jìn)行隱蔽驗收后，對墩基礎(chǔ)進(jìn)行除塵沖洗處理，然后進(jìn)行封模，模板高度統(tǒng)一比混凝土澆筑面高出 100 mm，統(tǒng)一進(jìn)行對拉加固。

2）混凝土澆灌。因墩基礎(chǔ)鋼筋較密集，為了保障混凝土澆筑的密實性，經(jīng)與設(shè)計對接混凝土調(diào)整為 C35 細(xì)石微膨脹混凝土，塌落度控制在 140±20 mm，預(yù)先在墩基礎(chǔ)四角位置留置 4 根 50 mm 的振動棒，混凝土澆筑為分層振搗澆筑，每層澆筑厚度控制在 500 mm 以內(nèi)，分層澆筑過程中再利用一臺φ30 mm 的振動棒對中間空隙位置進(jìn)行振搗，保障振搗充分均勻，澆筑時間不宜過長，保持連續(xù)性。另在預(yù)埋板中部開 12 mm 的空洞，用于澆筑時的排氣孔洞，澆筑前將 4 個套筒頂部封嚴(yán)，避免混凝土的淌入造成后續(xù)螺栓無法連接，利用膠帶對預(yù)埋板十字線進(jìn)行保護(hù)，以便澆筑后復(fù)核預(yù)埋板的水平位置偏差，并在澆灌過程中嚴(yán)格控制澆筑標(biāo)高，澆筑標(biāo)高比設(shè)計澆筑高度高出 20～40 mm，以保障預(yù)埋板底部充分密實，不出現(xiàn)孔洞和氣泡。混凝土初凝前將預(yù)埋板上部多余浮漿及混凝土清除。

3）混凝土養(yǎng)護(hù)?；炷脸跄罅⒓催M(jìn)行麻袋覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，脫模后檢查建筑質(zhì)量，若出現(xiàn)蜂窩麻面等質(zhì)量現(xiàn)象需立即進(jìn)行補(bǔ)漿處理。出現(xiàn)孔洞等較大質(zhì)量問題，則作專項問題上報處理，待養(yǎng)護(hù) 7 d 后（混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的 75 %）開展上部摩擦滑移擺支座的安裝，摩擦滑移擺支座安裝完畢后，混凝土養(yǎng)護(hù)已超 14 d，則可開展上部鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作。

9.3 摩擦擺支座安裝

1）將支座置于墩臺預(yù)埋板上，摩擦滑移擺支座單個重量為 360 kg，需使用吊車進(jìn)行起吊，人工兩邊扶正，保障摩擦滑移擺支座在吊運(yùn)過程中水平不晃動。

2）通過吊帶（布帶）將支座主體（各部件已臨時連接）吊放于下預(yù)埋板組件上，吊裝時對齊兩組件的連接孔，精確調(diào)整支座下支座板的平面位置，檢查支座位置無誤后與預(yù)埋板緊密貼合，保障螺栓孔的正確對孔，確保下錨固螺栓成功擰緊。起吊前確保下預(yù)埋板組件的上表面以及連接孔無雜物。

3）緊固螺栓（螺栓安裝時螺母朝下，充分緊固，不留絲口），安裝過程中如防塵圍板在安裝時影響支座的安裝，可臨時拆除防塵圍板，待支座安裝完成后，需立即對防塵圍板重新進(jìn)行安裝。

4）支座安裝完成后，做好相應(yīng)的防曬、防雨、防塵措施。

9.4 上部鋼結(jié)構(gòu)安裝

根據(jù)現(xiàn)場情況布置，分別使用 70 t 汽車吊、25 t 汽車吊各 1 臺，另塔吊配合進(jìn)行鋼柱的吊裝。在墩臺上安裝好定梁用的千斤頂，每個支座考慮 4 個千斤頂，吊裝上部鋼柱，落在臨時支撐千斤頂上，通過千斤頂調(diào)整鋼柱位置，使鋼柱與支座的螺栓孔重合，并將連接支座與鋼柱的高強(qiáng)度螺栓逐步擰緊。待螺栓連接校正后，連接板進(jìn)行焊接連接，梁柱形成一個剛性固定的單元體，保障不出現(xiàn)晃動。在區(qū)域形成穩(wěn)定整體后，拆除下部千斤頂及固定拉繩。后續(xù)梁柱的吊裝以固定的剛性單元體為中心向三方順序施工，單顆鋼柱吊裝時，緩慢放下鋼柱，使支座及千斤頂平均受力，獨(dú)立鋼柱在頂層梁連接板和二層梁連接板位置分別設(shè)置三方向拉繩，獨(dú)立鋼柱四方向用∠80 角鋼進(jìn)行穩(wěn)固支撐，鋼柱頂部吊車吊鉤受力，避免單顆鋼柱荷載直接落于摩擦滑移擺支座上，從而防止獨(dú)立鋼柱因環(huán)境原因出現(xiàn)晃動及側(cè)偏，造成剪力過大發(fā)生傾覆等危險，同時避免出現(xiàn)受力不均等情況而影響摩擦滑移擺支座的性能，并及時用螺栓連接上部鋼梁，順序施工。待周邊所有梁柱統(tǒng)一調(diào)節(jié)校正后，再開展梁柱的焊接連接（見圖 10）。

圖10 上部結(jié)構(gòu)安裝

10 安裝難點(diǎn)和質(zhì)量控制要點(diǎn)

10.1 允許偏差

1）允許偏差參照 JGJ 360-2015《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范》、廠家提供的摩擦滑移擺支座安裝說明書、JT/T 852-2013《公路橋梁摩擦擺式減隔震支座行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，設(shè)計圖紙等（見表 1）。

2）支承摩擦滑移擺支座的支墩（或柱）其頂面水平度誤差不宜 ＞ 3 ‰；在隔震支座安裝后摩擦滑移擺支座頂面的水平度誤差不宜 ＞ 8 ‰（按 JGJ 360-2015《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范 》要求）。

3）支座豎向壓縮變形 ≤4.0 mm（參照 JT/T 852- 2 0 1 3《公路橋梁摩擦擺式減隔震支座行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 》上 1 000～25 000 kN 的支座的豎向壓縮變形≤4.0 mm）。

表1 允許偏差控制

4）支座組裝后的高度偏差為±2 mm（參照 JT/T 852-2013《公路橋梁摩擦擺式減隔震支座行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》）。

5）支座連接件尺寸允許偏差（參照 JGJ 360-2015《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范 》）（見表 2、表 3）。

表2 連接板平面尺寸允許偏差 mm

表3 連接板螺栓孔位置允許偏差 mm

10.2 預(yù)埋件的標(biāo)高控制

高程控制點(diǎn)以建設(shè)單位提供的基準(zhǔn)點(diǎn)建立高程控制體系，對基礎(chǔ)面的高程控制，采用水準(zhǔn)儀常規(guī)高差測量，直接測得預(yù)埋件面的標(biāo)高。預(yù)埋件的標(biāo)高允許偏差為 2.0 mm。

10.3 預(yù)埋件的平整度的控制

用框式水平儀對預(yù)埋板的水平度進(jìn)行精確測量，使預(yù)埋板的水平度保持在 1/300 之內(nèi)。

10.4 預(yù)埋件的位置軸線的控制

軸線控制點(diǎn)設(shè)置在 ① ② 軸正中交 CD 軸正中位置、⑦ ⑧ 軸正中交 CD 軸正中位置，以該軸線為控制軸線，并將主軸線引至筏板上，再用全站儀測出每個下支墩的基礎(chǔ)軸線，用墨線彈在筏板上，并將墨線引至每個支墩鋼筋籠上，做好標(biāo)記，方便預(yù)埋鋼板就位時的校正（見表 4）。

11 工程驗收

圖 11 為安裝完成后的摩擦滑移擺隔震支座。

圖11 支座安裝成品

1）基本項目檢查。檢查數(shù)量為全數(shù)檢查（見表 5）。

2）支座安裝允許偏差檢查和方法（見表 6）。

3）支座連接板和平面尺寸和厚度、螺栓孔位置、套筒和螺栓外徑尺寸和長度偏移檢查數(shù)量為全數(shù)檢查。

支座連接板和預(yù)埋板平整度偏差應(yīng)＜ 1/300，檢查數(shù)量為全數(shù)檢查。

套筒與支座連接板、錨筋與支座預(yù)埋板的連接可以螺栓開孔或者點(diǎn)焊焊接方式，螺栓開孔、點(diǎn)焊焊接尺寸偏差和缺陷，檢查數(shù)量應(yīng)為全數(shù)檢查。

表4 安裝難點(diǎn)及措施

表5 觀感質(zhì)量驗收

表6 儀器檢查驗收

高強(qiáng)螺栓應(yīng)進(jìn)行專項檢驗，并應(yīng)符合 JGJ 82-2011《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》要求，檢查數(shù)量為全數(shù)的 50 %，檢驗方法是由專業(yè)檢查單位提供檢測報告。

4）支座的力學(xué)性能抽檢，按 JGJ 360-2015《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范》要求檢查數(shù)量：同一生產(chǎn)廠家、同一類型、同一規(guī)格的產(chǎn)品，并進(jìn)行支座力學(xué)性能試驗。

5）支座下支墩不應(yīng)有蜂窩、麻面，全數(shù)檢查。

6）隔震支座的驗收應(yīng)符合 JGJ 360-2015《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定，加強(qiáng)過程資料的收集，具體如下。

①隱蔽驗收記錄，施工記錄，檢驗批記錄；②隔震層部件供貨企業(yè)的合法證明；③隔震層部件出廠合格證書；④隔震層部件的產(chǎn)品性能出廠檢驗報告；⑤隱蔽工程驗收記錄；⑥預(yù)埋件及隔震層部件的施工安裝記錄；⑦隔震結(jié)構(gòu)施工全過程中隔震支座豎向變形觀測記錄；⑧視頻影像資料，含上部結(jié)構(gòu)與周圍固定物脫開的檢查記錄。

12 結(jié)語

摩擦擺隔震支座在橋梁工程中運(yùn)用較多，建筑工程運(yùn)用摩擦擺隔震支座在云南省為首例試點(diǎn)，其不但具有其他種類隔震支座的性能指標(biāo)，更有自身特有的優(yōu)勢，同時也存在性能上的不足之處。本工程在建設(shè)過程中尚未出臺相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，各項技術(shù)指標(biāo)借鑒和參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ 360-2015《建筑隔震工程施工及驗收規(guī)范 》、GB 50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》、JT/T 852-2013《公路橋梁摩擦擺式減隔震支座行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 》等進(jìn)行安裝檢驗。國家市場監(jiān)督管理局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會已于 2019 年 3 月 25 日發(fā)布建筑工程類 GB/T 37358-2019《建筑摩擦擺隔震支座國家標(biāo)準(zhǔn)》，2020 年 2 月 1 日正式實施，正式作為一項新型技術(shù)得到運(yùn)用和推廣。