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减隔震球型支座设计依据

2021-10-21 15:59:11
一、概述球型支座是我厂与铁道部科学研究院铁建所于九十年代初共同研制成功的一种新型支座,目前已广泛应用于国内公路、铁路、体育场馆等各型建筑工程。1995年,我厂在球面加工工艺上取得了重大突破,采用全数控加工取代了样板靠模加工方法,不但提高了球面光洁度,而且更好地保证了球面轮廓度精度。减隔震球型支座是我厂最新研制的一种抗震减震球型支座。该支...

一、概述

球型支座是我厂与铁道部科学研究院铁建所于九十年代初共同研制成功的一种新型支座,目前已广泛应用于国内公路、铁路、体育场馆等各型建筑工程。1995年,我厂在球面加工工艺上取得了重大突破,采用全数控加工取代了样板靠模加工方法,不但提高了球面光洁度,而且更好地保证了球面轮廓度精度。

减隔震球型支座是我厂最新研制的一种抗震减震球型支座。该支座的最大特点:在桥梁正常工作时或发生小型地震时,能发挥标准球型支座的各项性能;当地震强度大于设计强度时,地震产生的水平力大于支座设计水平剪力时,支座上的抗剪装置产生屈服破坏,实现消能;并且能保证桥梁或支座上部结构不发生落梁或落架,地震后支座还能按照普通标准支座的各项性能进行工作,使桥梁和工程结构在地震中的破坏减小到最小程度,并能为结构震后的维修提供了可能。

二、设计依据

l 交通部标准JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》

l 中华人民共和国国家标准GB/T17955-2000《球型支座技术条件》

l 欧洲标准EN1337-2《支座滑动部件》

l 欧洲标准EN1337-7《球面和柱面聚四氟乙烯支座》


三、支座技术性能

支座设计转角和位移量可根据桥梁设计转角来确定。

l 项目的主要技术指标

1、支座竖向承载力分为1000kN、2000kN、3000kN、4000kN、5000kN、6000kN、7000kN、8000kN、9000kN、10000kN、12500kN、15000kN、17500kN、20000kN、22500kN、25000kN、27500kN、30000kN分为18挡。

2、限位方向水平极限承载力为支座竖向承载力的18%-20%。

3、转角0.02rad 。

4、支座滑移、转动摩擦系数:μ≤0.03(-25℃~+60℃)。

l 减隔震支座的主要参数如下:

竖向承载力: F

水平极限抗剪力(单向和固定支座): Q=(18%~20%)F

水平承载力(单向和固定支座):H=10%×F;

纵向位移量(单向和双向支座):e1;

横向位移量(双向活动支座):e2;

刚度系数(单向和固定支座):k;

转    角:  0.02rad。

支座滑移、转动摩擦系数:μ≤0.03(-25℃~+60℃)。

l 支座代号表示


四、支座安装、维护及更换

1、安装

支座的具体安装方法如下:

⑴、与支座顶面接触的部位建议采用C50高性能混凝土,与支座底面接触的墩柱建议采用C40高性能混凝土。并应按JTJ021-89《公路桥涵设计通用规范》中局部承压的有关要求配置相应的钢筋网。

⑵、支座下面设置支承垫石,支承垫石的表面应平整,为保证下支座板与支承垫石的密贴,施工时支承垫石顶面可适当预留调平层厚度,支承垫石顶面与下支座板结合面四角高差不得大于2mm。支承垫石的高度应考虑支座养护、检查的方便和支座更新时顶梁的可能性。并应于支座周围考虑有效的排水措施。

⑶、支座就位前,于支承垫石处根据安装总图提供的钢套筒平面布置尺寸和钢套筒预留孔直径及深度预设预留孔。

⑷、在支座就位时,将锚固螺栓穿过上下座板锚栓孔并旋入钢套筒内,并在钢套筒和上下座板结合面布设密封垫圈后拧紧锚固螺栓。在墩台上设置灌注砂浆工艺槽,待支座就位对中并调整水平后,用环氧砂浆(按重量计6101环氧树脂为100,二丁脂为17,乙二胺为8,砂为250)或高标号水泥砂浆灌注钢套筒预留孔及支座底板垫层,待砂浆硬化后撤除调整水平用的垫块,并用环氧砂浆填满垫块位置。环氧砂浆要求灌注密实,不得留有空洞。

①、支座中心线应与主梁中心线平行;

②、活动支座上、下支座板顺桥方向的中心线应重合,其交叉角不得大于5′;

③、支座安装就位后,应在上、下支座板之间设置临时连接措施,以防止施工过程中发生错位,待梁体混凝土达到一定强度后,拆除临时连接设施;

④、当安装时当地温度与年平均温度不同时,应通过计算后确定支座顺桥向的预偏值。

⑤、对支座进行防尘、防水处理后(可用橡胶围板或薄铁皮等在支座周围进行临时防尘保护),再进行上部结构的施工。

⑥、在上部结构施工过程中,支座应保持洁净,且不得受到机械损伤、灼热、污染和其它不利因素的影响,并应保持支座均匀受力。

⑦、施工完成后,应拆下临时防尘装置和调平、锁定装置,将支座外部防尘装置装好。

2、支座的维护保养

为确保支座的正常使用,根据国内使用桥梁支座近三十多年来的经验,并结合欧洲标准化委员会第167委员会提出的欧洲标准,《结构物支座》第12部分“支座的检查与养护”的规定,特提出如下养护维修建议,以供工程使用。

支座养护维修的一般原则:

支座的养护维修原则是应该确保支座能保持预期的受力和变形性能。为此,支座性能的检查工作应在支座正式投入使用时就对支座的受力状态和变位性能进行初次检查,以作为支座正常使用的原始记录。通常在支座的每次检查之前,应将支座仔细清理干净,并对每次检查的结果做认真的记录。在支座检查过程中,首先应检查支座是否有损伤发生(包括支座防腐油漆)。如果没有发现可见的损伤,支座的位置也处于正常范围内,此时应测量支座的实际位置。结合支座当前的使用状态(温度、收缩、徐变、荷载状态)的实际位置与理论位置的偏差,并做记录。如果发现有可见的损伤或位置的偏差、变形或

裂缝等现象,应做好记录,并对支座的位移、变形和转动情况进行详细的测量,并报告上级主管工程师,以便对支座采取维修和更换措施。

3、支座更换方案

当需要更换支座时,按照如下步骤进行:

⑴  拆除在支座外围周向布置的全封闭外部防尘聚脂布。

⑵  检查支座四周支承垫石情况,根据支承垫石顶面到梁体的高度以及上部结构重量,选择合适的千斤顶。

⑶  检查支座与梁体和支承垫石联接情况。

⑷  卸下下座板与支承垫石以及上座板与梁体联接的锚固螺栓。

⑸  支承垫石上选择合理的位置布置千斤顶。

⑹  顶梁,梁体只需顶离1cm以内高度使支座顶面与梁体底面脱离,支座便可方便取出。

⑺  换上新制作的支座,落梁,拆除千斤顶。

⑻  拧紧下座板与支承垫石以及上座板与梁体联接的锚固螺栓。

⑼  装上支座外围周向布置的全封闭外部防尘聚脂布。

⑽  清理支承垫石的杂物,支座更换结束。

4、支座规格尺寸    








支座检查、评定及维护表

梁体名称:                               施工年代:

支座编号:                               梁体温度: 序

检 查 项 目 检查、评定及维护内容

钢件裂纹指支座的钢件部分出现肉眼可见的裂纹,上下支座板翘曲。当在下支座板上发现裂纹时,必须分析开裂状况,开裂原因,严重时要考虑更换支座。

钢件脱焊指不锈钢与基层钢板之间的焊缝脱焊,如有脱焊需补焊。

当h≥1.0mm时,支座只须正常检查;

当0.5mm≤h<1.0mm时,应增加对支座的检查次数;

当0.2mm<h<0.5mm时,再增加对支座检查的次数;

当h<0.2mm时,应请专家评定或更换。 实测 评定

结果 结论

1 钢件裂纹

2 钢件脱焊

聚四氟乙烯板磨损h:聚四氟乙烯板

3 h

支座位移超限指由于设计及安装不当,造成支座聚四氟乙烯板滑出不锈钢板板面范围。通常

4 支座位移是否超限(±mm) 可在最高及最低温度条件下检查支座的相对位移

量,并与理论计算值进行比较。如有超限,则应分析原因并予以纠正。

支座转角超限指支座转角超过相应荷载作用

支座转角是否超限 下最大的预期设计转角。支座的初始转角(恒载转5 tga=(Smax-Smin)/D 角)与梁体的体系转换及收缩、徐变有关。如有超

限,则应分析原因并予以纠正。

检查支座联接固定是否松动,如有则需拧紧;

6 锚固件联接固定状况 检查螺纹是否锈蚀,如有则需更换。

检查抗剪销、预紧螺栓是否剪断,如有则需

7 抗剪销、预紧螺栓是否剪断 更换。

原则上8年更换一次。如在例行检查中发现

8 防尘防水装置 破损,则需及时更换。

防腐体系有效保护期为15年。所以支座在使

9 支座防腐是否有效 用到15年后,应增加对防腐体系的检查,必要时

应进行修补。

10 整体支座检查评定结果

11 处理意见

12 预计下一次检查时间 年      月      日








检查人员签名:            检查日期:             主管部门签名:

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