机场航站楼减隔震措施比较及施工要点研究

机场航站楼减隔震措施比较及施工要点研究

张峰

云南机场集团有限责任公司   云南 昆明 650000

摘要：我国地震频发的区域与主要机场分布区域高度重叠，减震措施对于保护机场航站楼的安全稳定性具有重要意义。针对此问题，文章聚焦几种常用的机场航站楼减隔震措施进行比较研究，并详细探讨了各种减震措施的施工要点。研究结果发现，通过改变结构设计、采用隔震材料、选择合适的隔震设备、建立科学合理的施工计划等手段，都可以有效提高航站楼的抗震性能。其中，结构优化设计和隔震材料的合理选择在减少地震对航站楼造成破坏方面起着关键作用。未来应在提高隔震设备性能、优化施工工艺及完善施工管理等方面进行更深入的研究。

关键词：机场航站楼; 减隔震措施; 结构设计; 隔震材料; 施工要点;

1、 机场航站楼减隔震的现状分析

近年来，随着我国经济的快速发展和航空运输业的不断扩大，机场航站楼的建设规模和数量也显著增加。由于我国地震频发，尤其在地震多发区，新建和改建的机场航站楼面临严峻的抗震考验。越来越多的机场航站楼在设计与施工过程中，开始注重采用各种减隔震措施，以提高其抗震能力和安全性能。

目前，机场航站楼的减隔震措施主要包括以下几种：一是基础隔震技术，通过在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置，使建筑物能在地震作用下保持较低的振动和位移，从而减少地震对建筑物的破坏[1]。二是结构减震技术，通过在建筑结构内部设置减震装置，如阻尼器、橡胶垫等，来吸收和耗散地震能量，使建筑物的振动减少，进而提高其抗震性能。三是结构优化设计，在建筑设计阶段通过优化结构形式和节点构造，提高建筑物的整体抗震能力。机场航站楼还在材料选择上进行优化，如选用具有较好抗震性能的高性能混凝土、钢结构和轻质材料等，提高建筑物的抗震效果[2]。

尽管目前减隔震技术和材料选择有所进步，但在机场航站楼的具体应用中，还面临一些困难和挑战。主要包括：一是设计标准和规范不够完善，不同标准之间存在差异，影响了减隔震技术的实际效果。二是工程实践中存在技术难题，如如何在确保航站楼正常功能使用的前提下实施减隔震措施，以及如何在复杂的地质条件下进行施工等。三是施工质量控制难度大，涉及到多个施工环节和工艺要求，稍有不慎便可能影响整体抗震效果。四是减隔震技术和材料成本相对较高，增加了工程造价，难以大规模推广应用[3]。

总结现阶段机场航站楼减隔震的应用现状，可以看到尽管在技术和理论上取得了显著进展，但在实际工程中，仍需进一步研究和解决一系列技术问题，特别是在施工工艺和质量控制方面有待优化。需要加强设计规范的制定和完善，提高减隔震措施的科学性和可操作性，以确保机场航站楼在地震灾害中能够保障人员和设施的安全。

2、机场航站楼减隔震措施比较

2.1 不同类型减隔震措施的技术原理

减隔震措施是通过改变建筑结构与地震作用之间的动力关系来减少地震对建筑物的破坏。常见的减隔震措施主要包括几种：摩擦摆式隔震系统、铅芯橡胶隔震垫、高阻尼叠层橡胶隔震垫以及液体粘滞阻尼器等。每一种减隔震措施的技术原理都有其独特性和应用场景。

摩擦摆式隔震系统的技术原理是利用摩擦摆动的特性，通过系杆和滑动表面之间的相互作用来吸收和耗散地震能量。这种系统通常由上托盘、下托盘和球面滑动表面组成，其核心功能在于通过摆动机构來改变航站楼的振动特性，使其在受到地震作用时，能够以较低频率摆动，从而减少地震对结构的破坏力，特别适用于高度和跨度较大的航站楼。摩擦摆隔震支座是一种圆弧面滑动摩擦系统，具有较强的限位、复位能力、耗能机制和良好的稳定性。由力学特征可以推导出摩擦摆的一些典型特征，比如周期与上部结构质量无关，仅取决于凹面的曲率半径；具有自复位能力；阻尼取决于表面的摩擦系数等。

图1 摩擦摆支座及本构

铅芯橡胶隔震垫的技术原理则是通过内置铅芯来增强橡胶垫的能量吸收能力。铅芯的塑性变形可以有效地耗散地震能量，而橡胶垫则提供了稳定的恢复力。在地震作用下，铅芯橡胶隔震垫能够显著降低航站楼的频率响应，有效减少地震对结构的动力影响[4]。这种隔震垫常用于对减震效果要求较高的航站楼结构中，尤其是对地震多发区域的关键设施。

高阻尼叠层橡胶隔震垫的技术原理是通过橡胶与钢板的多层叠合，并在橡胶中加入高阻尼材料，以提升系统的耗能能力。高阻尼材料在地震作用下产生较大的内部分子摩擦，从而吸收并耗散地震能量。这种隔震垫通常在中小跨度和高度的航站楼中应用广泛，具有安装简便、维护成本低的优势，能够显著提升航站楼的抗震性能。

液体粘滞阻尼器的技术原理是利用液体的粘滞阻尼效应来减少建筑物的振动。这种装置通常由缸体、活塞和液体组成，当航站楼在地震中发生相对位移时，活塞在液体中运动产生粘滞阻力，消耗地震能量。液体粘滞阻尼器相较于其他隔震措施，更适用于对减震精度要求高的航站楼结构，可与其他隔震系统配合使用，以达到更好的隔震效果。

通过对上述几种常用的减隔震措施技术原理的分析，每一种技术都具有其独特的优势和应用场景，根据实际需求综合选择，能够更有效地提升机场航站楼的抗震性能。

2.2 不同类型减隔震措施的工程应用案例比较

在探索机场航站楼减隔震措施的最优选择时，多个成功工程案例可提供重要的参考。这些案例涵盖了不同的减隔震技术应用场景，并展现了各种技术在实际工程中的效果和适用性。

在国内，某一大型国际机场新建航站楼采用了橡胶隔震支座技术[5]。这种橡胶隔震支座在结构底部进行安装，通过其弹性和阻尼特性减缓地震波的传播，具体使用的高阻尼橡胶材料具有优异的抗震性能。该航站楼项目在隔震支座的布置上进行了整体优化设计，确保了隔震效果与经济性的平衡。根据震后评估报告，航站楼在一次中等强度地震中表现出了极高的稳定性，结构无明显损伤，表明橡胶隔震支座在实际应用中具有显著的减震效果。

另外，在某沿海地区的一个新建机场项目中，采用了剪切型阻尼器作为主要减隔震装置。剪切型阻尼器通过其内部粘滞介质的剪切变形来吸收和消散地震能量，有效减少了结构的振动。应用案例显示，剪切型阻尼器在该项目中表现出了优良的减震效果，施工过程中的安装难度适中，维护成本较低，尤其适用于频发地震区域。

在国外，一大型国际机场的航站楼曾采用磁流变阻尼器技术。磁流变阻尼器利用磁流变液在磁场作用下改变其粘度，从而调整阻尼效果以实现减震目的。该机场的航站楼在强震中经历了多次测试，结果显示，有效减缓了地震作用力对结构的破坏，保障了机场在震后迅速恢复运营的能力。磁流变阻尼器的造价较高，技术要求较为复杂，需要专门的技术团队进行维护和校准。

这些案例表明，不同类型的减隔震措施在实际应用中各有优劣。橡胶隔震支座以其高效的减震性能和经济性被广泛认可，但在施工和维护中仍需注意其材料特性。剪切型阻尼器凭借其安装简便和低维护成本在某些区域具有优势，而磁流变阻尼器则提供了极佳的减震效果但成本高昂。根据实际需要和机场所在地区的地震特点，合理选择减隔震措施，才能达到最佳的减震效果。

3、机场航站楼减隔震施工要点研究

3.1 材料选用与施工工艺要点

在机场航站楼的减隔震措施中，材料选用与施工工艺是确保结构稳定和安全性能的重要环节。减隔震材料的选择直接关系到机场航站楼的抗震能力和施工的经济性与可操作性，而施工工艺则决定了减隔震措施的实际效果和工程的持久性。

减隔震材料主要包括隔震垫、阻尼器、减震器和其他辅助材料。隔震垫通常采用高阻尼橡胶、大规模铅芯或自然橡胶材料，这些材料具备较强的能量吸收和变形能力。高阻尼橡胶因其良好的弹性和减震性能被广泛应用，而铅芯隔震垫则能够有效分散地震能量，减少结构传递的震动强度。选择材料时，应综合考虑抗拉强度、抗剪强度、老化性能和环境适应性等因素。橡胶材料的配方与制作工艺也需进行严格控制，以保证材料性能的一致性和稳定性。

阻尼器和减震器在减隔震工程中发挥重要作用，常见的种类包括液压阻尼器、黏滞阻尼器和摩擦阻尼器等。液压阻尼器通过液体流动来吸收能量，具有可靠的刚性和耐久性。黏滞阻尼器则通过剪切平行板间填充的黏性流体来实现能量吸收，施工方便，性能优秀。摩擦阻尼器利用摩擦力来耗散震动能量。选择阻尼器时应考虑其与航站楼结构的兼容性、易于安装和维护、长期稳定性等方面。

在施工工艺上，减隔震措施的实施需要严格遵循设计图纸和施工规范，确保各环节衔接顺畅、工序安排科学合理。隔震垫的安装是对底部结构进行减震的重要环节，安装时应认真检查垫材的表面质量，确保无裂纹、气泡等缺陷。安装位置需进行精准标定并严格按照设计数据进行施工。

在安装阻尼器和减震器时，需特别注意其连接和紧固过程，确保其定位精确并能有效发挥作用。液压阻尼器和黏滞阻尼器安装过程中，应细致检查液体介质的充填情况以及泄漏问题，确保系统密闭完整。对于摩擦阻尼器，应确保接触面洁净并具备适当的摩擦系数，以达到理想减震效果。

施工质量控制也是减隔震措施的重要环节。需建立系统的质量控制流程，包括原材料检验、过程监控和完工检验。特定环节可以采用先进的检测设备和手段，如使用红外线测温仪检测热熔胶粘接材料的温度，采用无损检测技术检查安装质量等。施工过程中记录和保存详细数据和施工日志，以备日后查验和分析。

为确保减隔震措施在实际应用中的长期效果，施工后的维护和检修也十分重要。应定期检查隔震垫、阻尼器等关键部位的工作状态，并及时更换或修复损坏组件，保持减隔震系统的有效运行。

以上内容是材料选用与施工工艺要点的综合分析，对于提高机场航站楼的整体抗震性能具有重要参考价值。

3.2 施工质量控制要点

施工质量控制在机场航站楼减隔震措施的实施过程中至关重要。确保每个环节的高标准作业，是保障减隔震效果的基础。施工前应严格审核设计图纸和技术规范，确保材料和设备的选型符合设计要求。对入场材料需进行质量检验，尤其是隔震设备和减震材料的性能指标检查是重点，必须满足国家及行业标准。

施工过程中，应按照统一的施工规范和质量控制程序操作。在基础施工阶段，对于隔震支座的安装位置和高度精度要求极高，应使用精密测量仪器进行定位，保证水平度和垂直度的偏差在允许范围内。支座安装完成后，应进行多次复核，以确保安装牢固且符合设计需求。

关键节点和部位的施工质量需特别关注，例如隔震层的施工。此类施工需要严格控制工艺流程，确保采用的隔震材料均匀铺设和合理压实，避免因施工不当引起的减震效果削弱或失效。还应进行相应的试验，如隔震层的压实度测试，记录试验数据并进行分析，以判断施工质量是否达标。

施工结束后，应进行全面的验收工作，包括隔震设备和材料性能的复检，使之符合预期的使用效果。重要的是，施工过程中必须建立健全信息反馈和质量监控体系，确保每一个环节的信息透明，问题能够及时发现并解决。总的来说，通过严控施工质量和实施科学合理的管理，可以有效提升机场航站楼的整体抗震性能。

结束语

文章主要围绕机场航站楼的减隔震措施进行了比较，提出了一系列具有实用性的建议，包括结构设计的改变、隔震材料的选择、合适的隔震设备的应用以及科学合理的施工计划的制定。我们的研究发现，结构优化设计和隔震材料的合理选择是关键，可以大大提高航站楼的抗震性能，减少地震对航站楼造成的破坏。依然存在有待解决的问题，比如如何进一步提高隔震设备的性能，以及如何优化施工工艺和完善施工管理等。为此，我们预期在未来的研究中能够对这些问题进行更为深入的探讨，力求为机场航站楼的抗震工作提供更全面、精准的指导。

参考文献

[1]李靖,曹莉,扈鹏,辛力,王勉,徐良齐,朱聪,杜文.西安咸阳国际机场东航站楼隔震设计[J].建筑结构,2022,52(11).

[2]束伟农,朱忠义,卜龙瑰,张琳.机场航站楼结构隔震设计研究与应用[J].建筑结构,2019,0(18).

[3]阿拉塔,宋廷苏,安晓文.昆明长水国际机场航站楼隔震橡胶支座更换技术[J].世界地震工程,2019,35(04).

[4]梁华站,郭思壮,王磊,王凤然,郑辉才,谭海娜.美兰机场二期航站楼错层隔震施工技术[J].工程建设与设计,2020,0(02).

[5]谢东海.机场航站楼建筑幕墙设计要点[J].工程技术研究,2020,5(12).