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盆式橡胶支座

2020-09-19 16:25:17
盆式橡胶支座(Basintyperubbersupport)是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座,与同类的其它型号盆式支座和铸钢辊轴支座相比,具有承载能力大,水平位移量大、转动灵活等优点。...

盆式橡胶支座(Basintyperubbersupport)是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座,与同类的其它型号盆式支座和铸钢辊轴支座相比,具有承载能力大,水平位移量大、转动灵活等优点。盆式橡胶支座是由上座板、密封圈、橡胶板、底盆、地脚螺栓和防尘罩等组成的。

简介

水平位移量大、转动灵活等特点,且重量轻,结构紧凑,构造简单,建筑高度低,加工制造方便,节省钢材,降低造价等优点,是适宜于大垮桥梁使用的较理想的支座。支座承载力为31个级别,承载力0.8MN-60MN,能满足大型桥梁建造的需要。

在标准系列中,固定支座在各方向和单向活动支座非滑移方向的水平承载力均不小于支座坚向承载力的10%。抗震型支座水平承载力不小于支座坚向承载力的20%。加5201硅脂润滑后,耐寒型活动支座设计摩阻系数最小取0.06。

特点

盆式橡胶支座在橡胶轴承的基础上,进一步改进后的更完美的橡胶轴承。盆式橡胶支座变形机制:

(1)使用底盆上的橡胶块三的限制,获得较大的容量;
(2)使用中间衬聚四氟乙烯板和顶板不锈钢板低摩擦系数较大的水平位移;

(3)使用锅三力弹性橡胶块均匀压缩大角度。

构造及功能

盆式橡胶支座的工作原理是利用半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的性质,来实现上部结构的转动;同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低磨擦系数来实现上部结构的水平位移。从实验的数据来看,橡胶处于三向约束状态时的抗压弹性模量为5*104kg/cm2,比无侧向约束的抗压弹性模量增大近20倍,因而支座承载能力大大提高,解决了普通橡胶支座承载能力的局限。所以,盆式橡胶支座是能满足大的支承反力,大的水平位移,大的转角要求的新型产品。

应用范围

适用于橡胶轴承力的10005000kn以上的大跨度桥梁,城市道路桥梁盆式橡胶支座。主要类型和structuresbasin式橡胶支座按其工作特性可分为固定橡胶轴承,橡胶轴承和一个可移动的单向活动三种橡胶轴承。橡胶轴承固定的板式橡胶,橡胶垫板,承压橡胶板,橡胶密封环,紧固环和橡胶轴承钢锚螺栓等部件,它主要用于承受垂直力和角度,并在桥下纵向和横向力。可移动的橡胶轴承的板式橡胶支座,橡胶垫板,承压橡胶板,橡胶密封圈,钢环箍,中间李宁板,聚四氟乙烯板,不锈钢板和橡胶支座地脚螺栓等,它是用来支持橡胶支座竖向力和角度,并能适应桥纵向和横向位移的需要。单向活动橡胶支座的结构和可移动的橡胶轴承相同,但在橡胶轴承两侧的中央槽(或设置横向限位板),限制了橡胶支座水平(或垂直)位移。固定支座。可移动的橡胶轴承纵向可移动的橡胶支座,盆式橡胶支座的板式橡胶支座、桥梁上部结构(梁)的连接,横梁运动;板式橡胶支座固结墩上,承受上部结构和力的传递到码头。

橡胶轴承力特性

1、对橡胶支座的竖向力:结构的重量,车辆荷载(衡量的影响)。

2、水平力:一个纵向水平力制动力——从上部结构,风荷载。水平力——离心力从上部结构,风荷载。

3、桥梁抗震区:根据设计地震烈度,根据规格和组合计算。

4、计和计算的板式橡胶支座的板式橡胶支座的设计计算包括确定橡胶轴承,橡胶支座压缩检查偏转和校核计算抗滑稳定橡胶轴承。

(1)确定的规模,橡胶轴承,橡胶轴承平面尺寸的板式橡胶支座橡胶板平面尺寸的抗压强度与底梁和墩顶混凝土局部承压强度是由一般的橡胶轴承,抗压强度控制设计。

(2)确定的厚度,橡胶支座梁因温度变化和其他因素,预计将产生最大纵向水平位移是通过橡胶板剪切变形的。

5、橡胶轴承的基本布局原则:检查橡胶轴承,挠度梁荷载挠度,梁端会出现旋转,但不允许用橡胶支座空隙现象。偏转束角,橡胶轴承表面会产生不均匀的压缩变形端,另一端,平均压缩变形。

安装步骤

(1)盆式支座下面应设置支承垫石,支承垫石混凝土强度等级不宜低于C40。垫石高度应考虑支座安装、养护和更换的方便。支承垫石及墩顶混凝土应该按JTGD62-2004的局部承压部件要求配置相应的钢筋网。墩台顶面需按锚固套筒规格、数量预留栓孔。预留栓孔的直径和深度大于套筒直径和长度50mm~60mm,中心偏差不应超过10mm。

(2)支座运输到现场后,应该开箱检查支座各部分零件及装箱单,检查合格后再放入包装箱,安装时再开箱。

(3)活动支座在开箱后应该注意对聚四氟乙烯板和不锈钢冷轧钢板的保护,防止划伤或者有赃物附着在乙烯板和冷轧钢板的表面,并且检查5201-2硅脂是否注满。

(4)支座安装时,支承垫石顶面应该凿毛,并用清水冲去垫石上面的杂物,待垫石表面干燥后,在锚固螺栓孔位置以外的支承垫石顶面涂满环氧砂浆调平层,支座就位后、对中并调整水平后,用垫块将支座垫起,用环氧砂浆或强度等级较高的砂浆灌注套筒周围空隙及支座底板四周未填满环氧砂浆的位置,并且将砂浆捣实,完工后应该将支座底板以外溢出的砂浆清理干净,砂浆硬化后再拆去支座垫块。

(5)有纵坡的桥梁,在支座顶板长度范围内的桥梁梁底,设计时应该将该部位梁底用预埋钢板调直水平,支座顶板范围内的混凝土应该按JTGD62-2004进行局部承压计算并配置相应的钢筋网。活动支座安装时应该考虑温度的变化。

(6)双向和单向活动支座安装时,要特别注意检查聚四氟乙烯板,聚四氟乙烯板的主要滑移方向应与桥梁顺桥向相一致。

(7)支座中心线应该与主梁中心线重合或平行,单向活动支座安装时,顶板导向块和中间钢板的导向滑调应该保持平行,交叉角度不大于5‘。

(8)在桥梁实行体系转换要切割临时锚固安装时,要采取隔热措施,这样可以避免损坏橡胶板和聚四氟乙烯板。

(9)安装完毕检验合格后,拆除连接构件,安装防尘围板。

注意事项

1、建议在墩、台顶面设置支座垫石。

2、盆式支座安装前应拆箱作全面检查及进行清洁。除去油污,特别是不锈钢与填充聚四氟乙烯板的相对滑移面应用丙酮或酒精仔细擦洗干净,支座其它各件也应擦洗干净,支座内不得涂刷防锈油。

3、支座除标高必须符合设计要求外,为确保支座的使用性能,须保证三个方向的平面水平。

4、支座上、下各部件纵横向必须对中,或由于安装时温度与设计温度不同,支座纵向上下各部件错开的距离必须与计算值相等。

5、支座中心线与主梁中心线应重合或保持平行。

6、连续桥梁实行体系转换时,必须在支座和硫磺水泥浆块之间采取隔热措施,以免损坏填充四氟乙烯板和橡胶块。

布置

桥梁支座的布置主要和桥梁的结构形式有关。通常在布置支座时需要考虑以下的基本原则:

(1)上部结构是空间结构时,支座应能同时适应桥梁顺桥向(X方向)和横桥向(Y方向)的变形;

(2)支座必须能可靠的传递垂直和水平反力;

(3)支座应使由于梁体变形所产生的纵向位移、横向位移和纵、恒向转角应尽可能不受约束;

(4)铁路桥梁通常必须在每联梁体上设置一个固定支座;

(5)当桥梁位于坡道上,固定支座一般应设在下坡方向的桥台上;

(6)当桥梁位于平坡上,固定支座宜设在主要行车方向的前端桥台上;

(7)固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方;

(8)在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度;

(9)连续梁可能发生支座沉陷时,应考虑制作高度调整的可能性。

总之,桥梁支座的布置原则是既要便于传递支座反力,又要使支座能充分适应梁体的自由变形。

规格

性能及分类

a、双向活动支座:具有竖向转动和纵向与横向滑移性能,代号为SX。

b、单向活动支座:具有竖向转动和单一方向滑移性能,代号为DX。

c、固定支座:仅具有竖向转动性能,代号为GD。

适用温度范围

a、常温型支座:适用于-25℃~+60℃

b、耐寒型支座:适用干-40℃~+60℃,代号为F。

技术性能

a、支座竖向转角不小于40。

b、竖向承载力(KN)1000一50000共分28级,非滑移表面的不平承载力为竖向的10%。

c、磨擦系数:常温型,μ≤0.04.耐寒型μ≤0.06

d、位移量见表

检测

1、拉伸性能(拉伸强度、断裂伸长率等)、弯曲性能(弯曲强度等)、压缩性能(永久变形率等)、耐撕裂性能、剪切性能(穿孔剪切、层间剪切、冲压式剪切)、硬度、耐疲劳性能、摩擦和磨耗性能(摩擦系数、磨耗)、蠕变性能(拉伸、弯曲、压缩)、动态力学性能(自动衰减振动、强迫振动共振、强迫振动非共振)

2、橡胶燃烧性能主要包括:垂直燃烧、水平燃烧、涂覆织物燃烧性能、氧指数

3、橡胶耐候性(老化、温度冲击、耐油等)

4、高低温温度快速变化实验、高低温恒定湿热试验、温度冲击试验、盐雾腐蚀实验、紫外光耐候实验、氙灯耐气候试验、臭氧老化试验、二氧化硫/硫化氢试验、箱式淋雨实验、霉菌交变试验、沙尘实验、高温、高压应力腐蚀试验机、耐介质(水、各有机溶剂、油)

5、橡胶粘结性能测试硫化橡胶与金属粘结拉伸剪切强度、剥离强度、扯离强度、硫化橡胶与单根钢丝粘合强度、硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度生胶、未硫化橡胶测试门尼粘度、威廉士可塑度、华莱士可塑度、含胶量、灰分、挥发分等测试
6、其他理化性能:硬度、密度、介电常数、导热率、蒸汽透过速率、溶胀指数和橡胶化学金属、硫以及聚合物检测。

设计

1、类型的选择

盆式橡胶支座包括固定支座和活动支座两大类。活动支座又区分为单向活动支座和双向活动支座。一般来说,桥梁固定端选用固定支座,活动端选用活动支座。例如:简支梁桥应在每跨的一端设置固定支座,另一端设置活动支座;连续梁桥应在每联中的一个桥墩上设置固定支座,其余墩台上均应设置活动支座。但若桥面较宽,固定端的两个支座间距较大,横桥向伸缩值不容忽视时,固定端就不能使用固定支座,而是使用单向活动支座,将其旋转90度置于梁下,这样既能保证纵桥向的固定作用,又能起到横桥向的活动作用。此外,为了减小墩台的受力,对于简支梁桥,宜将固定支座布置在标高低的墩台上;对于连续梁桥,为使全梁的纵向变形分散在梁的两端,宜将固定支座布置在靠中间的支点处。
双向活动支座能在水平面内向任意方向移动。因此,弯桥的活动墩台上应选择这种支座。至于单向活动支座,可在直桥中使用。但应注意,只有当活动墩上只有一个支座,或者支座间横向温度伸缩量很小的情况下才宜采用。

2、承载力选择

承载力是盆式橡胶支座的重要指标。在求得桥梁的恒载和活载支座反力之和后,便可确定所选用的盆式橡胶支座的容许承载力。确定支座容许承载力时,一般应使支座的最大反力不要超过其容许承载力的5%。但需要注意的是,支座的容许承载力并不是选择愈大愈好,这是因为第一:容许承载力大,支座尺寸也就较大,这样会加大墩台尺寸,不仅造成浪费,也不美观。第二:更重要的是支座中四氟活板的摩擦系数与支座正压力成反比,如果支座反力比支座容许承载力小得多,则摩擦系数会大大增加,导致墩台和基础所受的水平力大幅度增加,这将极为不利。因此设计时不必担心支座的安全储备。

3、位移量的计算

为了增加行车的平顺,大型桥梁中的伸缩缝间距都很大,这就需要有大位移量的支座。每个级别的活动支座都有大、小两种位移量。因此,在设计盆式橡胶支座时,需要计算活动支座的最大纵桥向位移量。支座纵桥向的位移量应包括温度变化、混凝土徐变、混凝土干缩引起的位移和汽车制动力引起的位移。支座横桥向的位移一般均能满足要求,不需验算。

更换方法

首先有两种方案:

1、橡胶支座下钢板不动,将梁体顶起后把盆式橡胶支座的上钢板卸掉,并将梁体找平,然后将支座上钢板安装调平即可。

2、支座上钢板不动,将下钢板支座卸除,通过畸形钢板等措施将上部调平,再将下钢板降低标高安装。

不过这两种方案第一种实行起来比较简单,具体操作步骤如下:

(1)采用专用千斤顶将梁体顶升,同墩要做到同步,并且按照受力计算要求单墩最大起顶位移不得超过5mm。

(2)为满足其顶后梁体在千斤顶(亦为临时支座)上能自由伸缩,千斤顶面上须设有可供滑动的四氟板,但应该监测该墩横向位移,如果发现位移量过大应做横向限位处理。

(3)视支座顶起情况,如果上钢板能够与下钢板脱离取出,则将上钢板取出并将上部梁底部混凝土凿除,并将上钢板矫正,用结构胶将上钢板与梁底部空隙填补。

(4)如果上钢板不能与下钢板脱离取出,则将支座垫石凿除,将支座下钢板降低取出,将上钢板取出,凿除梁底部}昆凝土以矫正上钢板,用结构胶将上钢板与梁底部空隙填补。

(5)处理过程及完成后通过百分表观察梁体位移的变化及反弹情况,发现问题及时进行处理。

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