一种隔震橡胶支座的更换方法
【专利摘要】本发明涉及一种隔震橡胶支座的更换方法，包括以下步骤：(1)扩大下支墩；(2)对待更换隔震支座的上下法兰板的螺栓位置进行测量定位；(3)制作新的隔震支座，并根据测量到的螺栓位置，在新的隔震支座的法兰板上相应位置开孔；(4)焊接待更换支座的上下法兰板；(5)取出待更换支座的下法兰板螺栓；(6)顶升待更换隔震支座的上支墩；(7)取出预埋板，敲掉下支墩活动层，取出活动套筒；(8)将待更换隔震支座牵引出原位；(9)将新的隔震支座进行预压，焊接上下法兰板；(10)将新支座搬运到安装位置，并安装固定；(11)下支墩活动层灌入无收缩自流型混凝土；(12)对顶升的上支墩进行卸载。通过该方法能够达到安全、高效、不损伤上部结构层，降低更换成本的目的。
【专利说明】一种隔震橡胶支座的更换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑隔震【技术领域】，具体涉及一种隔震支座的更换方法。
【背景技术】
[0002]基于以前“刚性抗震”的建筑抗震思想，抗震基本上都是依靠增大隔震结构的抗力，以抵抗巨大的地震破坏作用。然而这样的做法与现代轻质高强、节能环保、工程经济合理等的建造要求不符，而且这样的做法不能抵抗强度很大的罕遇地震。而现在的结构则采用“柔性抗震”的思想来缓解结构的地震反应，这样不仅能保证结构的安全，而且能减少工程造价，节能环保。“柔性抗震”不是一味的采用“硬抗”的思路来保证结构的安全，而是通过隔绝地震能量的思路来抵抗地震。对于隔震技术，在结构基础设置隔震装置，隔震装置能够在地震波传到上部结构之前吸收和反射一部分地震能量，从而减少上部结构的地震反应。
[0003]橡胶支座是隔震层的关键部件，其性能好坏直接关系到抗震的效果及隔震结构的安全性。橡胶支座由多层橡胶和多层钢板交替叠置结合而成，其形状大多是扁圆柱型。橡胶支座内分层设置的薄钢板对橡胶起约束作用，使橡胶支座具有很高的竖向承载能力，能够在正常使用状态下和地震时承受隔震层上部结构的荷重而不产生过大的变形。此外，由于薄钢板的设置方式基本上不影响橡胶支座的水平柔性，使橡胶支座的水平刚度很低，从而使得整个地震体系的自振周期得以延长，达到隔震减震的目的。
[0004]然而，如果在施工过程中需要更换隔震支座时，(例如橡胶在硫化过程中温度未达到标准值，以及硫化时间不足，导致隔震支座出现橡胶起鼓等质量问题)，或者在使用过程中需要更换已损坏支座，会出现诸多问题:
[0005]1、由于地基等限制，下支墩设计较小，顶升上支墩时，下支墩上面无法直接安装千斤顶，地面离上支墩距离较远，难以设置布局。
[0006]2、由于上支墩及建筑物的重力作用，待更换的支座可能存在一定的压缩变形和水平位移，因而待更换支座的螺栓孔便发生了偏移。新隔震支座的螺栓孔与支墩的螺栓孔无法对应，无法安装到位。
[0007]3、待更换的支座在上支墩的载荷下压缩，顶起上支墩进行支座更换时将反弹，增加上支墩的顶升量，将对建筑结构形成较大的威胁。
[0008]4、新支座由于未承受上部载荷,支座高度明显超过更换的支座,如不采取措施,需要进一步顶升上支墩便于新支座的安装。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种隔震橡胶支座的更换方法，该方法能够达到安全、高效、不损伤上部结构层，降低更换成本的目的。
[0010]本发明提出一种隔震橡胶支座的更换方法，包括以下步骤:(1)扩大下支墩；(2)对待更换隔震支座的上下法兰板的螺栓位置进行测量定位。(3)制作新的隔震支座，并根据测量到的螺栓位置，在新的隔震支座的法兰板上相应位置开孔。(4)焊接待更换支座的上下法兰板。(5)取出待更换支座的下法兰板螺栓。(6)顶升待更换隔震支座的上支墩。(7)取出预埋板，敲掉下支墩活动层，取出活动套筒。(8)将待更换隔震支座牵引出原位。(9)将新的隔震支座进行预压，焊接上下法兰板。(10)将新支座搬运到安装位置，并安装固定。
(11)下支墩活动层灌入无收缩自流型混凝土。(12)对顶升的上支墩进行卸载。
[0011]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，在顶升待更换隔震橡胶支座的上支墩之前，将下支墩进行扩大加宽。
[0012]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，在顶升待更换隔震支座的上支墩之前，将待更换支座的上下法兰板进行焊接固定。
[0013]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，在顶升待更换隔震支座的上支墩之前，将下法兰板的固定螺栓取出。
[0014]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，顶升待更换隔震支座的上支墩时，同时顶升周边支座的上支墩。
[0015]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，顶升待更换隔震支座的上支墩时，按照0.5mm为一级的方式，进行逐级加载。
[0016]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，顶升周边隔震支座的上支墩时，按照0.25_为一级的方式，进行逐级加载。
[0017]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，顶升上支墩具体包括以下步骤:(1)将多个千斤顶的顶部和底部安放厚钢板。(2)在上支墩和下支墩之间架设千斤顶，并使千斤顶位于上支墩受力的合力中心轴线上。(3)通过千斤顶顶升上支墩。
[0018]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，将待更换隔震支座牵引出原位前，将下支墩的混凝土活动层敲碎凿平。
[0019]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，将待更换隔震支座牵引出原位前，将下支墩的活动套筒取出。
[0020]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，将待更换隔震支座牵引出原位具体步骤:(I)在下支墩上放入与活动层高度一致的不锈钢垫块。(2)在铁皮上表面涂上润滑油。(3)将铁皮铺设在凿平的下支墩活动层上。(4)采用葫芦沿铁皮拉出旧支座。
[0021]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，放入新支座前，新支座进行预压，上下法兰板焊接。
[0022]依照本发明较佳实施例所述的隔震橡胶支座更换方法，安装新支座的步骤:(I)在下支墩上与活动层高度一致的不锈钢垫块。(2)将新支座放在上支墩垫块上面。(3)将上法兰板螺栓拧紧到位。(4)取出不锈钢垫块，放入活动套筒。(5)将下法兰板螺栓拧紧到位。(6)在下支墩的活动层灌入无收缩自流型混凝土。
[0023]相对于现有隔震支座更换技术，本发明具有以下优点:
[0024]1、本发明在上支墩的顶升过程中，主支墩按照0.5mm为一级的方式进行加载，周边支墩按照0.25mm为一级的方式进行加载，加载过程循序渐进，保证施工的安全性。
[0025]2、本发明焊接上下法兰板的钢板后卸下法兰板螺栓，既有效防止了隔震支座在上支墩顶升过程中的自然反弹，又能够在上支墩顶升过程中将支座带离下支墩。
[0026]3、本发明将下支墩的混凝土活动层敲碎凿平，铺设带润滑油的铁皮，不仅减小对上支墩的顶升位移，避免了对混凝土结构产生的不利影响，提高施工安全性；还可以增加支座引出的空间，减小支座引出的摩擦力，降低支座引出的难度。
[0027]4、本发明在新支座放入支墩前需要进行预压，上下法兰板焊接钢板，保证新支座与旧支座的高度一致，引入过程简单快捷。
[0028]5、本发明套筒由固定套筒和活动套筒两部分组成，活动套筒与固定套筒相匹配，高度与上支墩活动层一致，拆除活动层时，可轻易拆除活动套筒，安装新支座时，活动套筒很容易与固定套筒配合固定隔震支座。
[0029]6、本发明安装新支座时，先将上支墩的螺栓拧紧到位，保证新支座悬于上支墩，便于活动套筒与固定套筒的配合以及下法兰板的螺栓的固定。
[0030]7、本发明新支座安装固定后仅需要灌入无收缩自流型混凝土填满下支墩活动层，待混凝土全凝后，去掉焊接的钢板，逐级卸载千斤顶，操作简单易行，安全性能高。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为现有的隔震橡胶支座的结构示意图，其中10为隔震支座，11为下支墩，12为上支墩，13为下支墩活动套筒，14为下支墩固定套筒，15为法兰板螺栓，16为锚筋，17为下支墩活动层，18为上支墩套筒；
[0032]图2为本发明隔震橡胶支座更换方法的一种实施例流程图；
[0033]图3为本发明顶升支墩时的一种实施例流程图；
[0034]图4为本发明将待更换的隔震支座牵引出原位时的一种实施例流程图；
[0035]图5为本发明安装新支座的一种实施例流程图；
[0036]图6a-图6f为本发明的隔震橡胶支座的更换流程图。
【具体实施方式】
[0037]下面参考附图对本发明的【具体实施方式】进行详细描述。
[0038]请参见图2，其为本发明隔震橡胶支座更换方法的一种实施例流程图，包括以下步骤:
[0039](I)对待更换隔震支座的上下法兰板的螺栓位置进行测量定位。
[0040](2)制作新的隔震支座，并根据测量到的螺栓位置，在法兰板上相应位置开孔。
[0041](3)扩大加宽下支墩。
[0042](4)用钢板焊接隔震支座上下法兰板。
[0043](5)拆卸支座下法兰板螺栓。
[0044](6)顶升待更换隔震支座的上支墩。
[0045](7)敲碎凿平下支墩活动层，取出活动套筒。
[0046](8)将待更换隔震支座牵引出原位。
[0047](9)将新的隔震支座搬运到安装位置，并安装固定。
[0048](10)将无收缩自流型混凝土灌入下支墩活动层。
[0049](11)对顶升的上支墩进行卸载。
[0050]在本发明的更换方法开始施工之时，待更换的隔震支座上部可能已经完成或正在进行一些混凝土结构的施工，因而需要停止待更换隔震支座区域的作业。
[0051]首先要对待更换隔震支座的上下法兰板的螺栓位置进行测量定位，主要是为了后续制作合适的新的隔震支座，因为待更换的隔震支座可能发生了一定程度的水平位移(如30?80mm)，而制作的新隔震支座是没有水平位移的，因此在测量时，需要分别对上法兰板和下法兰板之间的水平偏移量进行测量，从而就可以获得制作新隔震支座时开设螺栓孔的位置。同时，也可以将下支墩的轴线标出，并将上法兰板和下法兰板四边的位置用墨线标记到上下支墩上，以便正确控制新的安装位置。
[0052]然后便可以根据测量到的螺栓位置来定制新隔震支座，新隔震支座的上下法兰板上的螺栓孔位置要与上下支墩上的螺栓孔位置一致。通过此步骤便可以使新隔震支座的螺栓安装位置和待更换隔震支座相对应，克服了因水平位移而造成的安装难题，可以更方便准确地将新的隔震支座固定到上下支墩之间。
[0053]新的隔震支座制作完毕后，就可以为顶升上支墩做准备了。由于下支墩比较小，千斤顶无法进行布置，对下支墩进行扩大加宽。采用可拆卸的支架对下支墩进行加宽。
[0054]由于需更换的隔震支座在上部荷载作用下会有一定的压缩量，在上部结构顶升的过程中会自然反弹，如果不采取措施，将增加上部结构顶升的位移量，对混凝土结构形成威胁。为此，本发明在顶升上支墩之前，可以采取将上下法兰板用两块钢板焊接起来的方法，从而使隔震支座不会发生反弹，也保证了尽可能小的顶升距离。
[0055]为了借助顶升的过程将支座带离下支墩，需要先拆卸隔震支座下法兰板螺栓。
[0056]此外，为了确保上部混凝土结构不会受到破坏，减小上部混凝土结构的整体形变量，可以对主支墩(指待换隔震支座位置的上支墩)以及周边隔震支座位置的上支墩一同顶升，请参见图3，顶升的过程可以具体包括以下步骤:
[0057](I)拆卸支座下法兰板螺栓。为了让隔震支座随着上支墩的顶升过程离开下支墩活动层，需要先卸载下法兰板螺栓。
[0058](2)布置千斤顶安放位置。为了更好的安全的顶升上支墩，通过力学分析，结合工程实际情况，布置好顶升待隔震支座的上支墩的千斤顶位置。
[0059](3)将多个千斤顶的顶部和底部安放分散应力钢板。钢板的尺寸较大，以增大千斤顶与上下支墩的接触面积，减小压应力。
[0060](4)在上支墩和下支墩之间架设千斤顶，并使千斤顶位于上支墩受力的合力中心轴线上。并且为防止主千斤顶失效，可以配备保护用的备用千斤顶。
[0061](5)在上支墩和下支墩之间的对角方位分别设置两个位移计。为了测量上支墩的顶起高度，在支墩的对角方位可以布设位移计4个，每个角部布设两个，一个位移计测量下支墩变形量，另外一个测量上支墩的位移量。
[0062](6)通过千斤顶顶升上支墩。
[0063]顶升过程应严格控制顶升的高度不超过梁跨的1/800。顶升主支墩时，按照0.5mm为一级的方式进行逐级加载，顶升周边隔震支座的上支墩时，按照0.25mm为一级的方式进行逐级加载。
[0064]在顶升过程中，如果隔震支座与下支墩脱离，就可以进行将待更换隔震支座牵引出原位的步骤。可以用肉眼观察下支墩顶面与上法兰板底面是否脱开。若脱开，则进行将隔震支座拉离原位的步骤；如未脱开，则进行下一级加载，直至脱开。牵引移出隔震支座的过程要尽量保持隔震支座按照直线向外移出，若偏斜较大应予以校正。具体来说，如图4所示，将待更换的隔震支座牵引出原位可以包括以下步骤:
[0065](I)凿平下支墩活动层的混凝土，取出活动套筒。凿平活动层的混凝土，需要注意不要将混凝土渣掉入固定套筒内，影响下法兰板固定螺栓的安装。凿平混凝土可以增大待更换支座移出的空间，减少上支墩的顶升高度，保证上部结构的安全和上支墩的混凝土的无损害。
[0066](2)对移出方向上有碍隔震支座移动的部位进行打凿和打磨。
[0067](3)在下支墩上放入与活动层等高度的不锈钢垫块，托起待更换的隔震橡胶支座。
[0068](4)在铁皮上表面涂抹润滑油。铁皮上表面涂抹润滑油，可以降低待更换支座移出时下法兰板与铁皮之间的摩擦力，降低移出操作的难度。
[0069](5)将铁皮铺设到凿平的下支墩上面。铁皮铺设时需要将涂抹润滑油的面朝上，便于支座在移出过程中具有较小的摩擦力。
[0070](6)在下法兰板侧边涂抹润滑油。
[0071](7)拆卸上法兰板螺栓。
[0072](8)将待更换隔震支座顺着白铁皮牵引出原位。
[0073]需更换的隔震支座拉出的同时，就可以将新的隔震支座搬运到安装位置，并安装固定，参加图5。安装新支座包括以下具体步骤:
[0074](I)预压新支座，上下法兰板焊接钢板。预压制作的新支座，保证新支座与更换的旧支座具有相同的高度。旧支座在承受上支墩和整个上部结构的压力下会压缩，高度变矮，为了保证新支座能够顺利安装并且承载上部结构的压力，需要对新支座预压至旧支座同样的高度，上下法兰板焊接钢板固定。
[0075](2)下支墩活动层垫入不锈钢垫块。不锈钢垫块的高度与下支墩活动层的高度一致，保证新支座放入后与上支墩地面接触，便于上法兰板螺栓的固定安装。垫块的分布均匀，保证承载力的均匀分配。
[0076](3)将新支座放置在下支墩的垫块上面。安装的过程中，同样也需要将进入方向上有碍隔震支座移动的位置进行打凿和打磨，然后可以通过手动葫芦将新的隔震支座拉到下支墩的垫块上面。
[0077](4)将上法兰板的螺栓锁紧。锁紧上法兰板螺栓是为了将支座固定在上支墩上面，便于下支墩活动层的浇筑。
[0078](5)取出不锈钢垫块，放入活动套筒。活动套筒的位置与固定套筒位置一致。
[0079](6)将下法兰板螺栓锁紧。下法兰板螺栓锁紧支座的下法兰板、活动套筒和固定套筒。
[0080](7)在下支墩的活动层灌入无收缩自流型混凝土。无收缩自流型混凝土全凝后不收缩变形，能够很好的承载支座和上部结构的重量。
[0081](8)再次锁紧上法兰板螺栓和下法兰板螺栓。
[0082](9)对顶升的上支墩进行卸载，卸掉隔震支座上下法兰板间的焊接钢板，完成整个隔震支座的更换施工过程。
[0083]通过本发明隔震橡胶支座的更换方法，很好地解决了因隔震支座发生竖向压缩和水平位移而更换定位困难的问题，确保了隔震支座准确就位，以最小的结构顶升高度避免了对混凝土结构产生的不利影响，操作简便，安全可靠，成本较低。
[0084]上述实施例并非对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。
【权利要求】
1.一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于包括以下步骤:(1)扩大下支墩；(2)对待更换隔震支座的上下法兰板的螺栓位置进行测量定位；(3)制作新的隔震支座，并根据测量到的螺栓位置，在新的隔震支座的法兰板上相应位置开孔；(4)焊接待更换支座的上下法兰板；(5)取出待更换支座的下法兰板螺栓；(6)顶升待更换隔震支座的上支墩；(7)取出预埋板，敲掉下支墩活动层，取出活动套筒；(8)将待更换隔震支座牵引出原位；(9)将新的隔震支座进行预压，焊接上下法兰板；(10)将新支座搬运到安装位置，并安装固定；(11)下支墩活动层灌入无收缩自流型混凝土；(12)对顶升的上支墩进行卸载。
2.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，顶升待更换隔震支座的上支墩时，同时顶升周边支座的上支墩。
3.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，顶升待更换隔震支座的上支墩时，按照0.5mm为一级的方式，进行逐级加载。
4.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，顶升周边隔震支座的上支墩时，按照0.25mm为一级的方式，进行逐级加载。
5.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，顶升上支墩具体包括以下步骤:(I)将多个千斤顶的顶部和底部安放厚钢板；(2)在上支墩和下支墩之间架设千斤顶，并使千斤顶位于上支墩受力的合力中心轴线上；(3)通过千斤顶顶升上支墩。
6.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，将待更换隔震支座牵引出原位前，将下支墩的混凝土活动层敲碎凿平。
7.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，将待更换隔震支座牵弓丨出原位前，将下支墩的活动套筒取出。
8.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，将待更换隔震支座牵引出原位具体步骤:(I)在下支墩上放入与活动层高度一致的不锈钢垫块；(2)在铁皮上表面涂上润滑油；(3)将铁皮铺设在凿平的下支墩活动层上；(4)采用葫芦沿铁皮拉出旧支座。
9.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，在放入新支座前，将新支座进行预压，并将其上下法兰板焊接。
10.根据权利要求1所述的一种隔震橡胶支座的更换方法，其特征在于，安装新支座的步骤:(I)在下支墩上与活动层高度一致的不锈钢垫块；(2)将新支座放在上支墩垫块上面；(3)将上法兰板螺栓拧紧到位；(4)取出不锈钢垫块，放入活动套筒；(5)将下法兰板螺栓拧紧到位；(6)在下支墩的活动层灌入无收缩自流型混凝土。
【文档编号】E04G23/02GK104358421SQ201410635351
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】廖云昆, 龙云刚 申请人:云南震安减震技术有限公司