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工程前期及概况
“5.12”汶川特大地震发生后，中国中铁28万员工积极向地震灾区人民献爱心，自发向灾区捐款，于2008年5月18日，将捐款中的一部分，通过国家民政部拨给四川省慈善总会（民政厅），定向映秀捐建一所幼儿园。2009年3月以来，公司通过与汶川县和省慈善总会（民政厅）的多次谈判、协商、沟通，签订了《“中国中铁映秀幼儿园”捐赠项目协议书》协议，确定捐建幼儿园冠名为“中国中铁映秀幼儿园”，保留50年不变，商定改“交钥匙”项目，由中国中铁西南院将幼儿园建好后交给汶川县教育局。
中国中铁映秀幼儿园设计为九班幼儿园，可容纳270个孩子就读。根据中国建筑科学研究院2009年5月20日对于映秀镇规划中的重点建筑采用抗震新技术的建议文件，本工程教学楼部分为三层钢筋混凝土框架结构，基础采用橡胶支座隔震技术；食堂与音乐室为两层现浇钢筋砼框架结构。结构使用寿命50年，安全等级为一级，上部框架抗震等级为二级，非隔震钢筋砼框架抗震等级为一级。总建筑面积2785m2，层高3.5m。建筑外观采用羌族、藏、川西民族风格等建筑形式；结构采用隔震技术配合轻质隔墙及隔震沟，从而保障地震时建筑物安全。
橡胶隔震垫原理及性能特点
隔震原理
即在建筑物和构筑物的基底间设置隔震垫,以避免或减少地震能量向上部结构的传输,减轻结构振动反应,建筑物只发生较轻微运动和变形, 有效地减小了地面房屋的地震反应，从而保障地震时建筑物安全。抗震设防烈度为8度，以确保建筑在地震力的作用下安全使用。
橡胶隔震垫性能特点
橡胶隔震垫是由多层优质橡胶和多层钢板叠合而成的。它是安置在建筑物的结构底部和基础（或底部柱顶）之间，以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期防震要求，其特点有：它具有很大的竖向承载力（50t～2000t）及很大的竖向压缩刚度；较小水平刚度（0.25kn/mm～1.8kn/mm），水平极限变位值较大(10～60cm)；具有恰当的阻尼比，能有效地吸收地震能量，减少上部结构的地震反应；它具有足够大的初始刚度，以抵抗风荷载和轻微地震，当特大地震发生时，又能自由柔性滑动，而变形过大时，刚度回升起反锁作用，具有保护和限位作用；具有较大的复位能力，在多次地震中自动瞬时复位。
本工程采用的隔震器为铅芯橡胶隔震支座,隔震支座放置在柱墩上,其形心与柱截面形心重合。按设计要求采用了GZP500×4套（有铅型）,GZY500×21套,GZP600×6套共计31套橡胶隔震垫。
橡胶隔震垫主要力学性能
橡胶隔震垫的主要力学性能：
项 目 GZP500 GZY500 GZP600
竖向承载力(KN) 2355 2355 3390
允许水平位移(mm) 275 275 330
竖向刚度(KN/mm) 2342 2465 2538
水平屈服力(KN) / 62.6 /
250%等效阻尼比(%) 0.04 0.143 0.04
250%等效水平刚度(%) 1.132 1.591 2.098
橡胶隔震垫的安装示意图：
隔震垫施工质量控制要点
加强隔震垫的试验检测
2009年10月25日对GZP600及GZY500进行了常规力学性能检验，并向华中科技大学土木工程检测中心送检各2套，对GZP600型号的隔震垫还进行了极限破坏试验。试验结果表明：在竖向压力12Mpa的荷载作用下，隔震垫竖向压缩性能、剪切性能（竖向刚度、水平刚度、阻尼比和屈服力等）均未出现异常，对GZP600极限剪切达到352%时未出现破坏。检验指标满足设计要求。试验样品的规格如下：
型号 支座外径（mm） 支座高度（mm） 橡胶厚度（mm） 铅芯直径（mm）
GZY500 520 164.5 90 100
GZP600 620 185 106.5 /
加强隔震垫现场质量控制
支座运抵现场后，存贮地必须平整，场地软弱的须先进行场地硬化。支座下钢板不能直接落在地面上，支座须进行覆盖，严禁将支座曝晒、受潮。
安装前应对隔震垫型号（尺寸、类型）、外观（外表面铭牌、合格证、标识是否齐全，支座表面油漆是否有损坏）、附件（支座产品检验报告和安装图纸）等进行检查验收。
隔震垫现场安装要点
严格控制墩柱顶面标高与轴线的位置
铅芯橡胶隔震橡胶支座是安装在基础与上部结构之间，柱顶部的标高和轴线的控制是安装质量的关键。否则支座将产生偏心受压现象,严重时支座会产生扭曲、歪斜,失掉正常工作能力。具体措施是：在墩柱支模板时,反复核对轴线的精确位置,将轴线和标高同时抄在模板内侧,并使柱侧模板稍高于柱顶标高,浇捣混凝土时由专人负责,当混凝土浇至离柱顶500mm时,再次复核轴线位置和标高,准备安装定位地脚螺栓和定位钢板。
安装定位钢板和地脚螺栓
当混凝土浇至距柱顶500mm时,先将4个地脚螺栓与钢筋网片绑扎牢固,在其上套螺母,将定位钢板四角圆孔穿过螺栓置于柱顶,再套另一螺母。然后将钢锯切口记号对准柱轴线,固定定位钢板,对地脚螺栓位置进行校正,校正完成后将上下螺栓拧紧,使其不再移动。
浇捣柱顶混凝土
上述步骤完成后,开始浇捣柱顶混凝土,将混凝土从定位钢板及柱模边缘的缝隙中由人工铲入,然后用小直径振动器振捣密实。在混凝土初凝之前再对地腳螺栓校正1次,用水平仪修正定位钢板的平整度,最后将表面混凝土抹平,定位钢板永久固定于柱顶。
安装支座
下墩柱混凝土达到设计要求强度后,可以安装铅芯橡胶隔震橡胶支座,先将定位钢板上的螺母取下,将铅芯橡胶隔震橡胶支座四角圆孔穿过预埋地脚螺栓置于定位钢板上,拧紧螺母。再将上部固定螺栓从上连接板螺孔中穿过螺母,把伸入上部分的螺栓与上部钢筋网片绑扎牢固,然后开始支护上墩柱模板。
建议设置交叉支撑，确保支座稳固
为了使铅芯橡胶隔震垫支座在施工期间不发生位移和倾斜变形，在铅芯橡胶隔震支座外侧设置交叉角钢加以固定，待主体施工完毕后再将其割除。具体做法是：在上下柱头边缘预埋100mm*100mm*6mm扁钢（共4块），在扁钢上交叉满焊。
支座安装质量验收标准
支座底部的中心标高≤5mm。
轴线应重合,最大偏差≤2mm。
单个支座的倾斜度≤支座直径1/300。
柱的施工垂直偏差控制在5mm以内,以减少柱的附加内力。
经济技术分析
采用该建筑结构体系，节约了资源,在保持相同的抗震设防烈度的情况下，在中高烈度设防地区应用节约了建筑成本,做到了节能降耗利废，具有很好的经济效益和社会效益。建筑隔震橡胶支座支座的优点是：
1、有效地减轻结构的地震反应：震体系的上部结构加速度反应只相当于传统结构加速度反应的1/4～1/12,从而非常有效地保护结构物及内部设备在强地震冲击下免遭毁坏。
2、保证建筑物安全：采用基础隔震的房屋将比非隔震房屋更为安全可靠。
3、降低房屋造价：由于隔震体系的上部结构承受的地震作用大幅度降低，使上部结构构件和节点的断面、配筋减少，构造和施工简单，大大节省造价。
还具备以下优点：一是建筑隔震橡胶支座耐久性好，抗低周期疲劳性能、抗热空气老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均较好，其寿命可达80～100年，期间的隔震力学性能不会发生明显变化，也就是说在80年之内不会影响使用，可见，与建筑物具有同等寿命。二是具有足够的安全储备，水平变形250%不会影响使用，另外具有足够竖向承载力保证稳定的支撑建筑物，建筑隔震橡胶支座结构中的隔震层具有稳定的弹性复位功能，能在多次地震中自动瞬时复位．这是摩擦滑移隔震体系所完全不能相比的。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
“5.12”汶川特大地震发生后，中国中铁28万员工积极向地震灾区人民献爱心，自发向灾区捐款，于2008年5月18日，将捐款中的一部分，通过国家民政部拨给四川省慈善总会（民政厅），定向映秀捐建一所幼儿园。2009年3月以来，公司通过与汶川县和省慈善总会（民政厅）的多次谈判、协商、沟通，签订了《“中国中铁映秀幼儿园”捐赠项目协议书》协议，确定捐建幼儿园冠名为“中国中铁映秀幼儿园”，保留50年不变，商定改“交钥匙”项目，由中国中铁西南院将幼儿园建好后交给汶川县教育局。
中国中铁映秀幼儿园设计为九班幼儿园，可容纳270个孩子就读。根据中国建筑科学研究院2009年5月20日对于映秀镇规划中的重点建筑采用抗震新技术的建议文件，本工程教学楼部分为三层钢筋混凝土框架结构，基础采用橡胶支座隔震技术；食堂与音乐室为两层现浇钢筋砼框架结构。结构使用寿命50年，安全等级为一级，上部框架抗震等级为二级，非隔震钢筋砼框架抗震等级为一级。总建筑面积2785m2，层高3.5m。建筑外观采用羌族、藏、川西民族风格等建筑形式；结构采用隔震技术配合轻质隔墙及隔震沟，从而保障地震时建筑物安全。
橡胶隔震垫原理及性能特点
隔震原理
即在建筑物和构筑物的基底间设置隔震垫,以避免或减少地震能量向上部结构的传输,减轻结构振动反应,建筑物只发生较轻微运动和变形, 有效地减小了地面房屋的地震反应，从而保障地震时建筑物安全。抗震设防烈度为8度，以确保建筑在地震力的作用下安全使用。
橡胶隔震垫性能特点
橡胶隔震垫是由多层优质橡胶和多层钢板叠合而成的。它是安置在建筑物的结构底部和基础（或底部柱顶）之间，以延长整个结构体系的自振周期、增大阻尼，减少输入上部结构的地震能量，达到预期防震要求，其特点有：它具有很大的竖向承载力（50t～2000t）及很大的竖向压缩刚度；较小水平刚度（0.25kn/mm～1.8kn/mm），水平极限变位值较大(10～60cm)；具有恰当的阻尼比，能有效地吸收地震能量，减少上部结构的地震反应；它具有足够大的初始刚度，以抵抗风荷载和轻微地震，当特大地震发生时，又能自由柔性滑动，而变形过大时，刚度回升起反锁作用，具有保护和限位作用；具有较大的复位能力，在多次地震中自动瞬时复位。
本工程采用的隔震器为铅芯橡胶隔震支座,隔震支座放置在柱墩上,其形心与柱截面形心重合。按设计要求采用了GZP500×4套（有铅型）,GZY500×21套,GZP600×6套共计31套橡胶隔震垫。
橡胶隔震垫主要力学性能
橡胶隔震垫的主要力学性能：
项 目 GZP500 GZY500 GZP600
竖向承载力(KN) 2355 2355 3390
允许水平位移(mm) 275 275 330
竖向刚度(KN/mm) 2342 2465 2538
水平屈服力(KN) / 62.6 /
250%等效阻尼比(%) 0.04 0.143 0.04
250%等效水平刚度(%) 1.132 1.591 2.098
橡胶隔震垫的安装示意图：
隔震垫施工质量控制要点
加强隔震垫的试验检测
2009年10月25日对GZP600及GZY500进行了常规力学性能检验，并向华中科技大学土木工程检测中心送检各2套，对GZP600型号的隔震垫还进行了极限破坏试验。试验结果表明：在竖向压力12Mpa的荷载作用下，隔震垫竖向压缩性能、剪切性能（竖向刚度、水平刚度、阻尼比和屈服力等）均未出现异常，对GZP600极限剪切达到352%时未出现破坏。检验指标满足设计要求。试验样品的规格如下：
型号 支座外径（mm） 支座高度（mm） 橡胶厚度（mm） 铅芯直径（mm）
GZY500 520 164.5 90 100
GZP600 620 185 106.5 /
加强隔震垫现场质量控制
支座运抵现场后，存贮地必须平整，场地软弱的须先进行场地硬化。支座下钢板不能直接落在地面上，支座须进行覆盖，严禁将支座曝晒、受潮。
安装前应对隔震垫型号（尺寸、类型）、外观（外表面铭牌、合格证、标识是否齐全，支座表面油漆是否有损坏）、附件（支座产品检验报告和安装图纸）等进行检查验收。
隔震垫现场安装要点
严格控制墩柱顶面标高与轴线的位置
铅芯橡胶隔震橡胶支座是安装在基础与上部结构之间，柱顶部的标高和轴线的控制是安装质量的关键。否则支座将产生偏心受压现象,严重时支座会产生扭曲、歪斜,失掉正常工作能力。具体措施是：在墩柱支模板时,反复核对轴线的精确位置,将轴线和标高同时抄在模板内侧,并使柱侧模板稍高于柱顶标高,浇捣混凝土时由专人负责,当混凝土浇至离柱顶500mm时,再次复核轴线位置和标高,准备安装定位地脚螺栓和定位钢板。
安装定位钢板和地脚螺栓
当混凝土浇至距柱顶500mm时,先将4个地脚螺栓与钢筋网片绑扎牢固,在其上套螺母,将定位钢板四角圆孔穿过螺栓置于柱顶,再套另一螺母。然后将钢锯切口记号对准柱轴线,固定定位钢板,对地脚螺栓位置进行校正,校正完成后将上下螺栓拧紧,使其不再移动。
浇捣柱顶混凝土
上述步骤完成后,开始浇捣柱顶混凝土,将混凝土从定位钢板及柱模边缘的缝隙中由人工铲入,然后用小直径振动器振捣密实。在混凝土初凝之前再对地腳螺栓校正1次,用水平仪修正定位钢板的平整度,最后将表面混凝土抹平,定位钢板永久固定于柱顶。
安装支座
下墩柱混凝土达到设计要求强度后,可以安装铅芯橡胶隔震橡胶支座,先将定位钢板上的螺母取下,将铅芯橡胶隔震橡胶支座四角圆孔穿过预埋地脚螺栓置于定位钢板上,拧紧螺母。再将上部固定螺栓从上连接板螺孔中穿过螺母,把伸入上部分的螺栓与上部钢筋网片绑扎牢固,然后开始支护上墩柱模板。
建议设置交叉支撑，确保支座稳固
为了使铅芯橡胶隔震垫支座在施工期间不发生位移和倾斜变形，在铅芯橡胶隔震支座外侧设置交叉角钢加以固定，待主体施工完毕后再将其割除。具体做法是：在上下柱头边缘预埋100mm*100mm*6mm扁钢（共4块），在扁钢上交叉满焊。
支座安装质量验收标准
支座底部的中心标高≤5mm。
轴线应重合,最大偏差≤2mm。
单个支座的倾斜度≤支座直径1/300。
柱的施工垂直偏差控制在5mm以内,以减少柱的附加内力。
经济技术分析
采用该建筑结构体系，节约了资源,在保持相同的抗震设防烈度的情况下，在中高烈度设防地区应用节约了建筑成本,做到了节能降耗利废，具有很好的经济效益和社会效益。建筑隔震橡胶支座支座的优点是：
1、有效地减轻结构的地震反应：震体系的上部结构加速度反应只相当于传统结构加速度反应的1/4～1/12,从而非常有效地保护结构物及内部设备在强地震冲击下免遭毁坏。
2、保证建筑物安全：采用基础隔震的房屋将比非隔震房屋更为安全可靠。
3、降低房屋造价：由于隔震体系的上部结构承受的地震作用大幅度降低，使上部结构构件和节点的断面、配筋减少，构造和施工简单，大大节省造价。
还具备以下优点：一是建筑隔震橡胶支座耐久性好，抗低周期疲劳性能、抗热空气老化、抗臭氧老化、耐酸性、耐水性均较好，其寿命可达80～100年，期间的隔震力学性能不会发生明显变化，也就是说在80年之内不会影响使用，可见，与建筑物具有同等寿命。二是具有足够的安全储备，水平变形250%不会影响使用，另外具有足够竖向承载力保证稳定的支撑建筑物，建筑隔震橡胶支座结构中的隔震层具有稳定的弹性复位功能，能在多次地震中自动瞬时复位．这是摩擦滑移隔震体系所完全不能相比的。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。