衡水橡胶制品有限公司
地址:河北省衡水市滨湖新区
联系人:口经理
电 话:0318-7600108
手 机:15130828567
QQ:923060413
微信二维码扫*扫:
四氟滑板支座 球寇圆板式橡胶支座安装技术分享151-3082-8567
落梁时我们如何能保证橡胶支座位置准确,以保证橡胶支座位置准确;落梁采用与提升相逆的工 艺法,亦按顶举时同*步长、步阶缓慢降落同*幅的每片箱梁,有利于主梁就位准确且与橡胶 支座密贴;若主梁与橡胶支座密贴不好,应查明原因,采取有效措施予以 纠正或重来。四、注意事项 施工过程中,为安全起见,必须封闭交通; 施工过程中,保证桥梁任何部位不得有丝毫附加损坏; 旧橡胶支座拆除和新橡胶支座安装(安装前涂满硅脂),工序紧凑,时间不得超过 30min; 需要复位的旧橡胶支座必须拿出清理干净,并涂满硅脂后才能进行复位,经更 换、复位 后的橡胶支座,正交方向中线偏位不得大于2mm。
公路桥梁GYZ200*42板式橡胶支座材料、形状、尺寸的选用及计算方法,并结合实际工作经验, 对板式橡胶支座选型时易范的错误和*些经验数值进行了集中讲解和列举,还特别提出了支座橡胶层总厚度和四氟滑板支座选型的计算方法,可供设计参考。 关键词:公路桥梁;GYZ200*42板式橡胶支座;选型;计算方法;实例分析桥梁支座的主要功能是将上部结构反力可靠地传递给墩台,并同时完成梁体结构受力所需的变形(水平位移及转角)。与其它类型的桥梁支座相比较,橡胶支座具有构造简单、加工容易、用钢量少、造价低、安装方便、吸震效果好、工作性能可靠等诸多优点。我*自上世纪60年代开始**桥梁板式橡胶支座并大力推广使用至今,取得良好的实用效果。 公路桥梁桥式橡胶支座按结构型式分为普通板式橡胶支座和四氟滑板式橡胶支座(以下简称四氟滑板支座)。普通板式橡胶支座由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。
四氟滑板支座是于普通板式橡胶支座上按照支座尺寸大小粘结*层厚2-4mm的聚四氟乙烯板而成。其外观形状及结构见下图: 普通GYZ200*42板式橡胶支座(实物)四氟滑板式橡胶支座(实物) GYZ200*42板式橡胶支座结构示意 目前,桥梁板式橡胶支座制作材料不同、规格多样、功能各异,给桥梁设计者选型带来*定的难度。如果选型不当,将会带来诸多问题,如橡胶支座承载力不够或富余太多、支座太厚或太薄导致变形量太大或不足、选材不当引起橡胶过早老化等。这些问题将直接导致各种桥梁病害的发生,使支座过早破坏而不得不提前更换,其带来的高额维修费用和不良社会影响不言而喻。所以,从数以千计的规格型号中选择合适的桥梁板式橡胶支座是设计支座的关键。 *、了解各种橡胶材料特性常用的橡胶材料有:天然橡胶(NR)、氯丁橡胶(CR)和三元乙丙橡胶。三种材料各有优缺点和适用范围。 天然橡胶:具有较高的拉伸强度、优异的弹性、良好的耐磨耗性和耐低温性等多项优良性能,是综合性能较好的胶种。但它的耐老化性能,特别是耐臭氧老化及抗紫外线老化性能较差。 氯丁橡胶:具有优良的耐天候老化和良好的耐臭氧老化性(抗臭氧老化性能比天然橡胶高12倍以上),拉伸强度较高,弹性良好,抗腐蚀性良好,并且具有*定的耐油性。是*内外桥梁橡胶支座普遍采用的主体材料,但其耐低 第 2 页 共 5 页温性能较差,GYZ200*42板式橡胶支座这限制了其在北方寒冷地区的使用。 三元乙丙橡胶:是*种高分子材料,具有优异的耐老化及耐高、低温性能
球寇圆板式橡胶支座 D 聚四氟乙稀球寇圆板式橡胶支座坡形板式橡胶支座球寇 t 四氟滑板 △t 15 15 与圆形板式支座到球冠圆板式橡胶支座的改进尝试*样,矩形板式橡胶支座也作了许多改进尝试,以期能适应各种桥梁纵坡的情形,坡形板式橡胶支座就是在这种情形下产生的。其斜坡的角度依据桥梁的纵横坡而制造,安装时无须准备楔块或对梁底做相应处理,方便了桥梁的设计与施工。 但是,随着球冠及坡形支座越来越多地被采用,其在实用中暴露出来的缺陷也日益明显。新桥梁通用规范中明确指出,‘公路桥涵中不宜使用带球冠的板式橡胶支座或坡形的板式橡胶支座’。所以,在设计中对这两种支座应慎用。《公路桥涵板式橡胶支座》中还规定,‘橡胶支座的四氟滑板不得设置在支座底面,与四氟滑板接确的不锈钢板也不能设置在桥梁墩、台垫石上’ 这也就彻底否定了聚四氟乙稀球冠板式橡胶支座的设计理念。 合理安排各墩台橡胶支座厚度对于多跨连续梁桥,为简化设计和施工,坡形板式橡胶支座各墩台可选用相等厚度的支座。当*联中跨数较多时,上述作法并不可取。因为*联桥长较长时,所选支座必然较厚。桥梁上部结构在承受汽车制动力时,支座越厚,则产生的纵桥向变形量也会越大,这就使梁体的下滑变位趋势更加明显,尤其当桥梁纵坡较大时,加上汽车冲击震动的影响,梁体变位可能会超出橡胶支座允许的变形量,造成支座被剪坏。如支座老化较严重,这种大的梁体变位还可能造成支座永久性塑性变形,致使支座变形功能失效。大的梁体变位还会对桥梁伸缩缝产生更大的压力。 为避免上述情形发生,可在*联中居中的若干桥跨内选用较薄的橡胶支座,形成支座不等厚设计。这样虽然会增加设计和施工的麻烦,
但中跨薄支座相对起到了固定 支座的作用,能有效地减少梁体下滑变位作用。对于高 墩或大纵坡的梁式桥,*好能有2~3个墩与梁固结,以 避免连续梁体下滑(实桥观测表明,上述情形下不采取 切实措施,梁体下滑不可避免)。当然,在特殊情形下,还可以利用上述分析,有意 加厚或减薄某些墩、台上橡胶支座的厚度,以控制墩、 台水平力分配。 实例分析:有座特大桥的引桥,上部结构为4-30 1.6% 4×30米 3#墩4#墩5#墩6#墩7#台 120米 150 120120150150150150150270150150 引桥部分主桥部分引道 14.3 10.1 11.9 12.1 10.4 第 3 页 共 5 页 米先简支后连续预应力钢筋砼小箱梁,采用薄壁墩,肋台,钻孔灌注桩基础,引桥自成*联,桥型图如图所示。汽车荷载采用公路I*,按*大升温25°,*大降温+砼收缩及徐变合计40°计算温度力。*车道制动力Fk=165kn。采用 弹性基础-m法求得墩台及基础的抗弯刚度后,按墩台与支座组合刚度进行水平力分配,结果如下表所示:墩台号 3# 4# 5# 6# 7# 支座型号(每墩台单排16个) GYZF4φ250 ×65GYZφ375× 66GYZφ375× 55GYZφ375× 66 GYZF4φ250 ×65全部支座刚度 (kn/m) 2094440011471244001120944 墩台抗推刚度 (kn/m) 1446511913814645148743000000 支座与墩台组合抗推 刚度(kn/m)18295 12946111731084320799*大支座摩阻力 (kn)263.82576.92133.92576.9 263.8升温度力 (kn) 279.8100.93.3-78.1-305.9降温度力 (kn) 447.7 161.45.3-125.0-489.4二车道制动力0.0 ±122.2 ±105.5 ±102.3 0.0 需要说明的是,由于3#墩和7#台承受的温度力大于*大支座摩阻力,四氟滑板支座将发生滑动,故汽车制动力将进行重分配,造成制动力全部由4、5、6#墩承担,3#墩和7#台分配到的制动力均为0。 从计算结果可以看出,作为中间墩的5#墩,承受的温度力几为0,如减薄5#墩上的支座厚度,可增大其组合刚度,从而分配到更多的制动力,为其它墩减负,使得各墩承担的水平力更加均衡。故在任何桥长情况下,采用各墩台支座不等厚设计均是经济、合理的作法。 四、橡胶支座计算中应注意的若干问题其实际*大支座变形也必将大大小于4#和6#墩,
在-55℃下仍有屈挠性,在100℃下能长期工作。此外,其抗冲击性好,吸水性小,耐酸碱化学腐蚀性好。主要缺点是与金属粘结性能较低,但这*缺点正在逐步得到改善。 结合上述三种橡胶材料的主要优缺点,选用橡胶支座材料时,主要应考虑桥位所在地区的气温条件。*般来说,气温在-25~+60℃地区可选用氯丁橡胶支座,我*长江以南广大地区普遍适合这种情况;-40~+60℃地区可选用三元乙丙橡胶支座或天然橡胶支座。此外,对于高纬度、高海拔地区,如当地紫外线辐射强烈或空气中臭氧含量较高时,应避免选用天然橡胶支座。 二、选定支座外观形状桥梁板式橡胶支座按形状可分为矩形板式橡胶支座、圆形板式橡胶支座、球冠圆板式橡胶支座、坡形橡胶支座等。
于圆形橡胶支座机械性能在平面上的各向同性,更适用于弯、坡、斜、宽桥梁及其它多向变位的桥梁;矩形橡胶支座长短边抗剪刚度的大小差别决定其更适用于以纵桥向变位为主的单向变位桥梁,此时,应将支座短边顺桥向摆放,以尽量减小支座对桥梁纵向变位的约束,将梁体变位对墩台产生的水平力减至*小。 球冠圆板橡胶支座是在圆形板式橡胶支座的基础上变化而成,其中间层橡胶和钢板布置与圆形板式橡胶支座完全相同,而在橡胶支座顶面用纯橡胶制成球形表面,球面**橡胶*大厚度为4-13mm,球面边缘15mm,以适应3%到5%纵横坡下,梁与支座接触面的**趋于圆形板式橡胶支座的**。梁端反力通过球面表面橡胶逐渐扩散传至下面几层钢板和橡胶层。实际采用时,也可根据不同坡度需要调整球冠半径。由于其能适应较大的桥梁坡度,不用专门设置梁靴,极大地方便了设计和施工,*度被认为是圆形板式橡胶支座的成功改进,在各种布置复杂、纵横坡较大的立交桥及高架桥上多有采用。
盆式橡胶支座的安装方法A安装前检查盆式橡胶橡胶支座是由制造厂总装后整套发运的。橡胶支座安装前应全面检查,看零件有无丢失、损坏 。 板式橡胶支座的安装部位的要求梁底橡胶支座安装部位的混凝土要平整干净,*好局部用钢模底板。 墩台顶面橡胶支座安装部位,应用高标号砂或环氧树脂砂浆做成的支承垫石,垫石的高度应考 虑橡胶支座养护、检查的方便、并应考虑更换橡胶支座时顶梁的可能性。 C橡胶支座安装 现浇梁的安装,*般将橡胶支座整体吊装,固定在设计位置,就位后同上下结构连结。预制 梁,则橡胶支座的上、下座板,只能有*件先行连结,通常是先将橡胶支座上座板连结在大梁上,而后根据其位置确定底盆在墩台上的位置,*后予以固定。
顶推法连续梁,则应先将下座板固定在墩台上,墩台上还应设置临时橡胶支座,当主梁顶推完毕,且校正位置后,拆除临 时橡胶支座,让梁落在橡胶支座上。 橡胶支座顺桥向的**线必须与主梁的**线重合或 平行。对于活动橡胶支座上、下座板横桥向的**线应根据温度计算其错开的距离,错开后,上、下座板的**线应平行。 橡胶支座安装标高应符合设计要求,要保证橡胶支座平面两个方向的水平,橡胶支座支承面四角高差不大于2 mm 对于只允许在*个方向活动的橡胶支座,其上下橡胶支座板的导向挡块必须保持平行,其交叉角不得大于5’,否则将影响位移性能。 橡胶支座位置确定后,再将其同桥梁上、下部连结。橡胶支座与上下构造的连接方式,可以用焊接,也可用地脚螺栓锚固,或两种办法混合使用。
当采用焊接法时,必须预埋钢板。焊接时,采用对称间断焊接,以避免焊接时局部温度过高而使橡胶支座或预埋钢板变形。采 用地脚螺栓连接时,建议将橡胶支座上座板与地脚螺栓按设计要求放好,再浇灌上部混凝土。 下橡胶支座板与墩台的连结则应预留地脚螺栓孔,孔的尺寸应大于或等于三倍地脚螺栓的直径 ,深度稍大于地脚螺栓的长度。孔中灌注环氧砂浆,插入地脚螺栓并带好螺母,地脚螺栓露出螺母顶面的高度不得大于螺母的厚度,待完全凝固后再拧紧螺母。 环氧砂浆建议配比(按重量计算):环氧树脂(6101)100、二丁脂17、乙二胺8、砂250。 橡胶支座安装完毕后,应 及时拆除上下连接螺栓,以免约束梁体位移。 D养护盆式橡胶橡胶支座无需特殊的养护,只 需每年对外露表面的积水、积尘加以清楚,并逐个检查地脚螺栓。若表面防锈漆脱落,则涂刷防锈漆,涂时注意不得污染滑移表面。
板式橡胶支座的设计与施工 多数桥梁在桥跨结构与墩台之间须设臵橡胶支座。橡胶支 座由于具有构造简单、结构高度小、安装方便和有利于抗 震等*系列优点而得到普遍的应用。但*般的板式橡胶橡胶支座处于无侧限受压状态,其抗压 强度不高,加之其位移量取决于橡胶的容许剪切变形和橡胶支座高度,所以板式橡胶橡胶支座 的承载力和位移值受到*定的限制。近年来出现的盆式橡胶橡胶支座,克服了板式橡胶橡胶支 座的缺点,其主要构造特点有二:*是将橡胶块放臵于凹型的钢盆内,使橡胶处于有侧限受压 状态,大大提高了橡胶支座的承载力;其二是利用嵌放在金属盆顶面的填充聚四氟乙烯板与不 锈钢板相对摩擦系数小的特性,保证了活动橡胶支座能满足梁水平移动的要求。所以盆式橡胶 橡胶支座*经问世,就被广泛地应用于大、中型桥梁和城市高架桥中。
随着橡胶支座的广泛应用,桥梁橡胶支座的产品质量、使用板式橡胶支座寿命和老化已成为工程界十分关注的技术问题. 根据近几年发生的多起公路桥梁橡胶支座质量事故,从橡胶支座的产品质量、支座的设计和橡胶支座的选 用、布置、安装检查与维护等方面进行了分析,并指出了影响橡胶支座使用寿命的诸多因素及应用对策,供 工程界参考.将叠层橡胶支座和R/C柱的串联机构作为隔震系统的做法在实际工程中已有应用,但至今 尚无规范化的设计计算方法。桥梁板式橡胶支座是由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成,它有足够的竖向钢度,能将上部构造的反力可靠的传递给墩台;有良好的弹性,以适应梁端的转动,又有教大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平位移.
在上述的板式橡胶支座表面粘复*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. 板式橡胶支座不仅技术性能优良,还具有构造简单、价格低廉、无需养护 易于更换 缓冲隔震、建筑高度低等特点.因而在桥梁界颇受欢迎,被广泛使用 球型支座与盆式橡胶支座的区分介绍球型支座和盆式橡胶支座都是比较常见的橡胶支座类型,那么它们区 分在哪里呢?首先盆式橡胶支座通过钢盆中的橡胶转动来满足梁体转角的需要,由于橡胶的转动反力矩与 橡胶直径、厚度和硬度有关,所以在支座转动时,随着支座转角的变化,支座的转动反力矩相应发生变化 ,而且支座橡胶的厚度有*定限制,*般为橡胶直径的十分之*到十五分之*之间;球型支座则是通过球 冠衬板与球面四氟板之间的滑动来满足支座转角的需要,因此只要支座克服了衬板与四氟板之间的摩擦系 数,那么支座就可发生转动,转角的大小与转动例句无关,球型支座可以适应各种转角的需要,球型支座的有点介绍: (1)球型支座通道球面传力,因而作用到支承混凝土上的反力比较均匀;
球型支座的转动力矩小。转动力矩只与支座的球面半径及四氟板的滑动摩擦系数有关,与支座转角的 大小无关,因此特别适用于大转角的橡胶支座,设计转角可达0.05rad以上; (3)球型支座各向转动性能*致,适用于曲线桥和宽桥; (4)球型支座不再使用橡胶承压,不存在橡胶变硬或老化等对支座转动性能的影响,特别适用于低温地区。 文将橡胶支座简化为考虑P-Δ效应的剪弯型竖杆、R/C柱简化为弯曲型竖杆,建立了橡胶支座和R/ C柱串联隔震系统的分析模型,推导了水平刚度系数的实用计算公式,并对典型参数的影响进行了分析。 都只给出了*端固定*端可沿水平方向自由滑动的叠层钢板橡胶支座的水平刚度和临界力计算公式,橡胶支座其理 论基础是将钢板和橡胶片组成的叠层结构简化为等价的匀质柱,同时考虑弯曲变形和架切变形的影响。对 叠层橡胶支座与地下室柱串联体系动力稳定性进行了研究。首先,采用动力稳定性理论对此串联体系受到 谐波作用下的动力响应进行分析,并得到体系的主要动力失稳区间;其次,针对地震波是*种随机波形,通过 快速傅立叶(FFT)算法变换进行频谱分析,将地震波分解为许多不同频率的谐波;分析了不同的静力及动力 载荷系数下失稳区间的变化;数值算例分析了此串联体系在某*地震波下的动力稳定特性。分析的结果为此串联系统的工程设计与应用提供理论依据。