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板式橡胶支座

2020-09-19 16:30:56
板式橡胶支座由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成的一种桥梁支座产品。该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台...

板式橡胶支座由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成的一种桥梁支座产品。该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台;有良好的弹性以适应梁端的转动;有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移。

产品概况

橡胶支座是由多层薄钢板与多层橡胶片硫化粘合而成的一种普通橡胶支座产品,这种产品具有足够的竖向刚度,能够将支座上部构造的反力可靠的传递给墩台,支座具有良好的弹性,以应对桥梁的梁端的转动;又有较大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平位移。

该产品执行的标准为以下三个:

公路行业标准:JT/T4-2004公路桥梁板式橡胶支座

铁路行业标准:TB/T1893-2006铁路桥梁板式橡胶支座

国家标准:GB20668.4-2007橡胶支座第4部分:普通橡胶支座

特点

具有构造简单、安装方便、节省钢材、价格低廉、养护简便、易于更换等特点。

在板式支座表面粘复一层1.5mm-3mm厚的聚四氟乙烯板,就能制作成聚四氟乙烯滑板式橡胶支座它除了竖向钢度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因聚四氟乙烯板的低摩擦系数,可使梁端在四氟板表面自由滑动,水平位移不受限制,特别适宜中、小荷载,大位移量的桥梁使用。

产品划分

一、矩形(圆形)板式橡胶支座

(一)性能:有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,有良好的弹性,以适应梁端的转动;又有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移。

(二)特点:本产品在桥梁建筑、水电工程、房屋抗震设施上已广泛应用,与原用的钢支座相比,有构造简单,安装方便,节约钢材,价格低廉,养护简便,易于更换等优点,且本品建筑高度低,对桥梁设计与降低造价有益;有良好的隔震作用,可减少活载与地震力对建筑物的冲击作用。

二、四氟乙烯滑板板式橡胶支座

(一)特点:本产品是于普通板式橡胶支座上粘接一层厚1.5-3mm的聚四氟乙烯板而成。除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因四氟乙烯与梁底不锈钢板间的低摩擦系数(μ≤0.03)可使桥梁上部构造的水平位移不受限制。

适用范围

板式橡胶支座是公路中小型桥梁中比较常用的产品,它分为普通板式橡胶支座、四氟板式橡胶支座。对于普通型桥梁支座适用于跨度小于30m、位移量较小的桥梁.不同的平面形状适用于不同的桥跨结构,正交桥梁用矩形支座;曲线桥、斜交桥及圆柱墩桥用圆形支座.

对于四氟乙烯板式橡胶支座适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量桥梁。它还可用作连续梁顶推及T型梁横移中的滑块。矩形、圆形四氟板式橡胶支座的应用分别与矩形、圆形普通板式橡胶支座相同。

产品选型

a:查看板式橡胶支座的安装施工图纸,主要注意板式橡胶支座的规格型号、高度、承载力等主要技术参数。四氟滑板橡胶支座还要注意预埋钢板的尺寸和安装位置及方向;b:选用板式橡胶支座时,支座的最大承载力应与桥梁支点反力相吻合,其容许偏差范围宜为±10%;

c:对于弯、坡、斜、宽桥梁,宜选用圆形板式橡胶支座。公路桥梁工程不许使用带球冠或坡形的橡胶支座;

d:当桥梁纵坡坡度不大于1%时,板式橡胶支座可直接设置于墩台上,但应考虑纵坡影响所需要的厚度。当纵坡坡度大于1%时,应采用预埋钢板(加楔形钢板)、混凝土垫块(带坡度的垫石)或其他措施将梁底调平,保证支座平置。板式橡胶支座应按JTGD62的有关规定验算并在验算满足规定要求后方可使用。

e:GJZF4、GYZF4型四氟滑板橡胶支座应水平安装。并应设置上下钢板,四氟滑板与不锈钢板间应该涂放5201-2硅脂润滑油,安装后一定要设置防尘罩;支座的四氟滑板不得设置在支座底面,与四氟滑板接触的不锈钢板也不能设置在桥梁墩、台垫石上。

价格影响因素

第一质量:板式橡胶支座都是5mm橡胶和2mm钢板叠加而成,如果钢板厚度或者层数减少价格会下降;

第二距离:因为有物流费用,所以距离越远价格越高;

第三需要量:如果量少,需要单做模具,那么无形中成本就增加了;

第四是否有票据:增值税发票就会让产品价格略微有浮动。

圆型板式橡胶支座的优点及对施工的优势

圆型板式橡胶支座的优点及对施工的优势

近些年桥梁施工用橡胶支座的要求非常之苛刻,国家严格要求桥梁工程的质量,高质的桥梁工程需要优质的桥梁支座。

1990年交通部公路规划设计院委托铁道部科学研究院对100多块圆形板式橡胶制造,进行了全面系统的实验研究。国外在生产矩形板式橡胶支座的同时,也生产圆型板式橡胶支座,其承载力可达12MN,有些国家还列入了国家标准。

国内随着高等级公路的修建,弯桥、斜桥不断出现,因此也需要有适应该种桥梁的圆型板式橡胶支座。圆型板式橡胶支座具有以下优点:

(1)圆型板式橡胶支座可以弹性吸收上部结构各方向的变形;

(2)圆型板式橡胶支座的承压面与矩形支座相比,没有应力集中现象;

(3)圆型板式橡胶支座安装方便,可以不考虑方向性;

(4)圆型板式橡胶支座比起同样作用的其他类型支座造价低,维修养护方便。

现将主要实验结果介绍如下:

1.圆型板式橡胶支座的中心受压试验

通过对78块圆型板式橡胶支座的中心受压试验,得出支座应力应变曲线中发现当应力超过15MPa时,应力应变曲线明显变陡,因此支座的容许压应力易取为12.5MPa。支座抗压弹性模量与形状系数的关系如下:E=66S-162

2.圆型板式橡胶支座的剪切模量

通过54组支座的剪切实验,回归分析得出圆型板式橡胶支座的剪切模量G=1.0MPa。

3.圆型板式橡胶支座的转动实验

通过29组支座的转动实验,表明当橡胶层总厚度大于支座直径1/10时,圆型板式橡胶支座转动时,均可满足桥梁的转动性能要求,支座不会因为转动而脱空。

安装

a:安装准备

a.1板式橡胶支座安装处宜设置支承垫石,支承垫石平面尺寸大小应按局部承压计算确定,垫石长度、宽度应比支座相应的尺寸至少增加50mm左右,其高度应为100mm以上,且应考虑便于支座更换顶梁时千斤顶的安装位置。

a.2支座垫石内应布置钢筋网,钢筋直径为8mm时,间距宜为50mm×50mm,桥梁墩、台内应有竖向钢筋延伸至支座垫石内,支座垫石的混凝土强度等级不应低于C30。

a.3支座垫石表面应平整、清洁、干爽、无浮沙。支座垫石顶面标高要求准确无误。在平坡情况下,同一片梁两端支承垫石及同一桥墩、台上支承垫石应处于同一设计标高平面内,其相对高差不应超过±1.5mm,同一支承垫石高差应小于0.5mm。

b:支座安装

b.1支座进场后,应检查支座上是否有制造商的商标或永久性标记。安装时,应按照设计图纸要求,在支承垫石和支座上均标出支座位置中心线,以保证支座准确就位。

b.2支座安装时,应防止支座出现偏压或产生过大的初始剪切变形。安装完成后,必须保证支座与上、下部结构紧密接触,不得出现脱空现象。对未形成整体的梁板结构,应避免重型车辆通过。

b.3桥梁墩台的设计应考虑支座养护、更换的需要。任何情况下,不允许两个或两个以上的支座沿梁纵向中心线在同一支承点并排安装;在同一根梁(板)上,横向不宜设置多于两个支座;不同规格的支座不应并排安装。

b.4支座安装后,应全面检查是否有支座漏放,支座安装方向、位置(与预埋钢板的接触、支座中心线位置)、支座规格型号是否有错,临时固定设施是否拆除,四氟滑板支座是否注入硅脂油(严禁使用润滑油代替硅脂油)等现象,一经发现,应及时调整和处理,确保支座安装后的正常工作,并记录支座安装后出现的各项偏差及异常情况。

b.5支座使用阶段平均压应力σc=10MPa。支座橡胶弹性体体积Eb=2000MPa。

支座与混凝土接触时,摩擦系数μ=0.3;与钢板接触时,摩擦系数μ=0.2;聚四氟乙烯板与不锈钢板接触(加硅脂时)摩擦系数μf=0.06,当温度低于-25℃时,μf值增大30%,当不加硅脂时,μf值应加倍。

b.6矩形支座安装时以短边尺寸顺桥向放置。

施工注意事项:保持墩台垫石顶面清洁。如果支承垫石标高差距超过标准要求,必须用水泥砂浆进行标高调整。在支承垫石上按设计图标出中心,安装时橡胶支座的中心与支承垫石中心线要吻合,以确保支座就位准确。在浇注梁体前,在支座上放置一块比支座平面稍大的支承钢板,钢板上焊接锚固钢筋与梁体连接,并把支承钢板视作浇梁模板的一部分进行浇注,按以上方法进行,可以使支座与梁底钢板及垫石顶面全部密贴。预制梁橡胶支座的安装:安装好预制梁橡胶支座的关键在于保证梁底在垫石顶面的平行、平整,使其和支座上、下表面全部密贴,不得出现偏压、脱空和不均匀支承受力现象。施工程序如下:处理好支撑垫石,使支撑垫石标高一致。预制梁与支座接触的底面要保持水平和平整。当有蜂窝浆和倾斜度时,要预先用水泥砂浆捣实、整平。

橡胶支座的正确就位先使支座和支承垫石按设计要求准确就位。架梁落梁时,T型梁的纵轴线要与支座中心线重合;板梁、箱梁的纵轴线与支座中心线相平行。为落梁准确,在架第一跨板梁或箱梁时,可在梁底划好二个支座的十字位置中心,在梁的端立面上标出两个支座的位置中心线的铅直线,落梁时使之与墩台上的位置中心线相重合。以后数跨可依照第一跨梁为基准进行。在架梁落梁时要平稳,防止压偏或产生初始剪切变形。在安装T型桥梁时,若橡胶支座比梁筋底宽,则应在支座与梁筋底之间加设比支座大的钢筋混凝土垫块或厚钢板做过渡层,以免支座局部受压,而形成应力集中。钢筋砼垫块或厚钢板要用环氧树脂砂浆和梁筋底贴合粘结。落梁后,一般情况下橡胶支座顶面与梁面保持水平。预应力简支梁,其支座顶面可稍后倾;非预应力梁其支座顶面可略微前倾,但倾斜角度不得超过5"。

维护

1)、板式橡胶支座应定期进行养护和维修检查,一旦发现问题,应及时进行修补或更换。

2)、板式橡胶支座及四氟滑板橡胶支座应检查如下内容:

a:支座是否出现滑移及脱空现象;

b:支座的剪切位移是否过大(剪切角应不大于35°);

c:支座是否产生过大的压缩变形;(最大压缩变形量不得超过0.07te,te为支座的橡胶层总厚度)

d:支座橡胶保护层是否出现开裂、变硬等老化现象,并记录裂缝位置、开裂宽度及长度;

e:支座各层加劲钢板之间的橡胶板外凸是否均匀和正常;

f:对四氟滑板橡胶支座,应检查支座上面一层聚四氟乙烯滑板是否完好,有无剥离现象,支座是否滑出了支座顶面的不锈钢板,5201-2硅脂是否涂放并且注满四氟滑板橡胶支座的储油坑。

3)、支座各部应保持完整、清洁。及时清除支座周围的垃圾杂物,冬季清除积雪和冰块,保证支座正常工作。同时应经常清扫污水,排除墩台、台帽积水,要防止橡胶支座接触油脂,对梁底及墩、台帽上的残存机油等应进行清洗。防止因橡胶老化、变质失去作用。

2.4.4梁支点承压不均匀,支座出现脱空或过大压缩变形时应进行调整。

2.4.5板式橡胶支座发生过大剪切变形、老化、开裂等时应及时更换。、

2.4.6对四氟滑板橡胶支座,若四氟滑板与不锈钢板接触面间发现进入泥沙或硅脂油干涸时要及时清扫,并注入新的硅脂油。

衍生品种

网架橡胶支座

网架橡胶支座是为适应各种现代建筑大跨度房屋因温度变化而产生的水平位移和建筑结构之间隔震、减震的需要而设计的。该支座是有多层橡胶片与内嵌钢板经加压、硫化制成,具有足够的竖向刚度,支撑建筑物上部结构的垂直载荷。同时,通过其良好的弹性和较大的剪切变形来满足上部结构因温度变化而引起的支撑端的转动和水平位移,减少屋盖对支撑结构的推力,并通过局部支座的好能起到减震、隔震作用。支座定位通过用以穿透螺栓,将支座固定在支撑结构上。

该产品执行的标准以行业标准:JGJ7-91《网架结构设计与施工规程》为基准,参考国家标准:GB20668.4-2007《橡胶支座第4部分:普通橡胶支座》进行制造验收。

寿命评估

板式橡胶支座的老化问题(使用寿命)是工程界较为关心的一个技术问题。国内使用板式橡胶支座至今己有20年以上的历史,但对其使用寿命的认识还不足,也缺乏I一泛的系统的试验。国外对橡胶支座的耐久性说法也不一,美国工程师们认为氯丁橡胶支座寿命至少在50年以上,其至100年也是可能的.英国权威Lindley则认为天然橡胶支座寿命在100年以上,但也未见到有充分的试验依据。因此关于板式橡胶支座的使用寿命的评估,还需要有长期的科学试验数据的积累。

20世纪80年代初上海橡胶制品研究所及上海市政工程设计院等单位,曾对支座用橡胶片及在公路上使用17年,铁路上使用10年的支座以及室内贮存了17年和10年的支座,进行了解剖试验,并和新支座的性能作对比,以期估算板式橡胶支座的使用寿命。

上海橡胶制品研究所对板式橡胶支座性能解剖结果列于表3-20。可见橡胶支座的老化现象确实存在,特别是支座表层的橡胶更为明显,橡胶硬度增加了10-15度,但中间层橡胶变化较小,硬度变化仅增加5度左右,拉伸强度变化不明显,伸长率下降约20%.

1981年铁道科学研究院曾对在安徽固镇铁路桥上使用了10年之后取下的支座进行力学性能测定,实测支座(150mn<300mmX28mm)抗压弹性模量E=527MPa,与铁路标准值670MPa相比抗压模量还略有下降;剪切模量实测为1.315MPa,比理论值1.1MPa增加约19.55%。但由于该批支座的原始抗压弹性模量及剪切模量未记载.因而对比数据只能参考。

发展状况

板式橡胶支座是橡胶支座中最为常见的一种,也是制作最为简单的一种,那么后期板式橡胶支座还会发展不?沿着什么方向发展呢?

易转动型板式橡胶支座成了未来的发展方向。

板式橡胶支座的转动性与支座的形状(长、短边尺寸,单层的橡胶厚度)、剪切模量、抗压模量等因素有关。在支座设计时通常考虑最大转角进行验算,在支座设计中往往为了满足支座转角的要求,增加支座总后。此外由于支座的转动时,对梁体与墩台必然产生转动反力矩。

对于城市立交桥美观度考虑桥墩截面尽量减小,为此支座转动反力矩对桥墩的作用是必要的,因此必要研制一种易转动型板式橡胶支座,以便能在支座总厚不变的条件下,适应更大的转角需要。通过改变普通板式橡胶支座的内部结构,即将支座中部分钢板宽度减窄,从而使支座在该方向的转动性能改善。

对于易转动板式橡胶支座的抗压和剪切性能做了测试,这两个方面都与橡胶的厚度有关,而内部的钢板结构关系不大,因而易转动型支座的剪切模量与板式橡胶支座相当.......

刷新历史

板式橡胶支座是一种新型桥梁支座。它具有构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉、安装方便等优点。在国内外桥梁工程上得到了广泛应用。

在我国,板式橡胶支座支座从1965年起由上海市橡胶制品研究所、上海市政设计院等单位开始研制与实验,并先后在广东、上海、山东、广西、福建、江苏、浙江和安徽等地部分公路桥上使用。全国最早使用板式橡胶支座的是广东肇庆的公路桥,至今已有25年的使用历史。板式橡胶支座已经成为国内公路与城市桥梁广泛采用和深受欢迎的一种支座型式。并于1988年制订了《公路桥梁板式橡胶支座技术条件》(JT3132.2—88),随后又相继制订了《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT3132.1—88)和《公路桥梁板式橡胶支座力学性能检验规则》(JT3132.3—90)等交通部标准,1994年修定颁布了《公路桥梁板式橡胶支座标准》(JT/T4—93),为正确使用和大面积推广应用板式橡胶支座奠定了基础。

我国铁路桥梁上,第一次试用板式橡胶支座是1969年在安徽固镇大桥边跨的一孔12m预应力混凝土先张梁上。随后,因更换旧梁及新建工程的需要,太原、上海、济南、沈阳等铁路局也都相继采用了板式橡胶支座。为了系统研究板式橡胶支座的抗压、剪切、转动等力学性能,1979~1981年铁道部科学研究院对160块不同规格、不同形状系数、不同胶层厚度的橡胶支座进行了系统的实验研究,并于1982年9月通过铁道部技术鉴定。各项研究参数被纳入《铁路桥涵设计规程》(TBJ2-85),并于1987年制定了《铁路桥梁板式橡胶支座技术条件》(TB1893-87)。板式橡胶支座主要用于6~20M中小跨径的钢筋混凝土、预应力混凝土及钢的铁路桥梁上,最大支座反力约达2.2MN。

板式橡胶支座几乎在世界各地普遍采用。最早在1936年法国巴黎郊区的一座铁路桥上就开始使用橡胶支座,在第二次世界大战之后,英、德、美、日等许多国家相继使用板式橡胶支座,但直到1958年才真正积累了广泛的使用经验。尤其是法国的弗列新湼提出了用钢筋格栅或钢板设置在橡胶中,用以约束橡胶的横向膨胀方法,从而使板式橡胶支座得到了迅速的发展。

桥梁支座的只要功能是将上部结构的反力可靠地传递给墩台,并同时能适应梁部结构的变形(位移和转角)。根据这些性能要求,板式橡胶支座在垂直方向应具有足够的刚度,从而保证在最大竖向荷载作用下支座产生较小的压缩变形,一般要求支座的最大压缩变形不得超过橡胶厚度的15%。橡胶支座在水平方向则应具有一定柔性,以适应车辆制动力、温度、混凝土收缩和徐变及活载作用下梁体的水平位移。同时,支座的厚度要能适应梁体转角的需要。

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