GJZP 150*200*49桥梁板式橡胶支座的设计理论研究

GJZP 150*200*49桥梁板式橡胶支座的设计理论研究151-3082-8567

GJZP 150*200*49桥梁板式橡胶支座的设计计算的特性及设计、施工要点。GJZP 150*200*49板式橡胶支座的橡胶层总厚度1板式橡胶支座工作原理桥梁板式橡胶支座的主要作用是将桥跨结构上的恒载与活载反力传递到桥梁的墩台上,同时保证桥跨结构所要求的位移与转动,以便使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。根据以上要求,板式橡胶支座应设计成在垂直方向具有足够的刚度,从而保证在*大竖向荷载作用下,橡胶支座产生较小的变形;在水平方向则应具有*定的柔性,以适应梁体由于制动力、温度、混凝土的收缩、徐变及其它荷载作用引起的水平位移;同时,GJZP 150*200*49板式橡胶支座还应适应梁端的转动。

在进行GJZP 150*200*46橡胶支座受力分析时,首先必须计算每个支座上所承受的竖向力和水平力,根据这些外力来选定支座的尺寸并进行强度和稳定性验算。GJZP 150*200*4板式橡胶支座构造特点板式橡胶支座通常由若干层橡胶片与钢板(以钢板作为刚性加劲物)组合而成。各层橡胶与其上下钢板经加压硫化牢固粘接成为一体。这种支座在竖向荷载作用下,嵌入橡胶片之间的钢板将限制橡胶的侧向变形,垂直变形则相应减少,从而可以大大提高支座的竖向刚度(抗压刚度)。此时,支座的竖向总变形即为各层橡胶片变形的总和。橡胶片之间嵌入的钢板在阻止胶层侧向膨胀的同时,对支座的抗剪刚度几乎没有什么影响。支座在水平力作用下,加劲橡胶支座所产生的水平位移取决于橡胶片的净厚。为了防止加劲钢板的锈蚀,板式橡胶支座上下面及四周均有橡胶保护。3板式橡胶支座应满足如下条件3.1支座橡胶层总厚度从满足剪切变形考虑,应符合下列条件:不计制动力时σ1≥2ΔL计入制动力时σ1≥1.43ΔLΔL—由上部结构温度变化、混凝土收缩和徐变、桥面纵坡及制动力产生的*大位移量;(2)从保证受压稳定考虑,应符合列条件:①矩形支座:(la/10)≤σ1≤(la/5)②圆形支座:(d/10)≤σ1≤(d/5)式中:la—矩形支座短边尺寸;d—圆形支座直径。3.2支座形状系数S:5≤S≤124板式橡胶支座的设计计算及选定方法4.1设计条件(1)结构型式:25m装配式预应力混凝土简支空心板(2)温度变化:-25℃～+35℃(使用地区的*低和*高温度)(3)混凝土徐变系数<t:由

其随后所有的修改（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的*新版本。凡是不注日期的引用文件，其*新版本适用于本标准。  JT/T4 *2004 公路桥梁板式橡胶支座JTG D60 *2004 公路桥涵设计通用规范  JTG D62 *2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范ΔD=Δlt+Δli=8.75+0.74=9.49mmΣt—支座橡胶层总厚度。Σt=37mm那么,μRmin=0.3×162.5kN=48.75kN1.4GAΔDΣt+T=1.4×1.15×103KN/m2×0.2×0.25m×9.49mm37mm+16.5kN=37.15kN即μRmin>1.4GAΔDΣt+T,满足抗滑要求。因此,所选支座各项指标均满足要求。GJZP 150*300*46板式橡胶支座应注意下列问题(1)板式橡胶支座主要规格参数表中所列出支座承载力的变化范围为±10%;(2)支座抗滑*小承载力*栏中,其值用于不计汽车制动力时的情况,当计入汽车制动力时,应自行计算。当使用温度低于-30℃时,计算*小抗滑承载力时应考虑抗剪弹性模量增大值。(3)支座安装时,应尽量选择年平均气温时进行,同时必须按照设计图纸标明的支座**位置正确就位,并保证支座与上、下部结构之间紧密接触,不得出现空隙。GJZP 150*300*46板式橡胶支座应尽量水平安装,当必须倾斜安装时,*大纵坡不能超过2%,且在选择支座时,要考虑因倾斜安装所需要增加的剪切变形影响,当纵坡大于2%时,要采取措施使橡胶支座平置

GYZF4 200*42板式橡胶支座的检测方式胶料的检测。应用新配方、新材料时要做全项检测。稳定后对每车胶料进行力学性能常规检测。GYZF4 200*42板式橡胶支座的检测方式成品检测。

(1)，上下保护层厚度要**。太薄了汽不到保护作用。太厚了在使用时保护层会出现很大的变形。

(2)，侧保护层质量。侧保护层在支座使用中是*易出问题的部位，绝不可以有破损、裂纹、缺胶、露铁、起鼓，也决不允许用502等胶水来修补。

(3)，压力测试时同时检测中间胶层厚度，必要时解剖。 (4)，胶与钢板的粘接。GYZF4 200*42板式橡胶支座的承载能力，主要是通过钢板对胶层侧向流动的约束来实现的。所以，*定要保证粘接质量。

(5)，与氟板配套的不锈钢不可有划伤，否则，不但增加支座滑移时的阻力，还会过快磨损。GYZF4 200*42板式橡胶支座做**不难，但要保证每*块都做**很难。因为产品规格多，使用材料多，生产工序多，操作人员多，有*个环节没做好就会影响成品质量。所以，要保证产品质量的*致性，必须细化生产过程中的管理，每个岗位，每个环节，都要有明确的质量要求、工艺要求和工作标准，有检查考核制度并落到实处。另外，产品的检测频次不能太低，包括成品的检测，通过检测记录要能真实地反映产品及生产过程的质量水平。

如何在预制梁上进行橡胶支座更换?安装桥梁普通GYZF4 250*44板式橡胶支座比较方便，在施工程序如下:保持墩台垫石顶面清洁。如果支承垫石标高差距过大，可以用水泥砂浆进行调整。在GYZF4 250*44板式橡胶支座在支承垫石上按设计图标出**，安装时橡胶支座的**与支承垫石**线要吻合，以确保橡胶支座就位准确。当同*片梁需两个或四个橡胶支座时，为方便找平，可以在支承垫石和橡胶支座之间铺*层水泥砂浆，让GYZF4 250*44板式橡胶支座在桥梁体的压力下自动找平。

在浇注梁体前，在橡胶支座上放置*块比橡胶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 *部分进行浇注，按以上方法进行，可以使橡胶支座与梁底钢板及垫石顶面全部密贴。GPZ盆式橡胶支座分为：固定橡胶支座和单向活动橡胶支座两大类，与之配套使用的还有双向活动橡胶支座。橡胶支座规格按JT391-1999要求分为31*。盆式橡胶支座竖向设计承载力、橡胶支座转角、橡胶支座摩擦系数及位移均按标准要求设计。仅固定橡胶支座各方向和单向活动橡胶支座非滑移方向的水平力由原橡胶支座设计承载力的10%提高至20%之间。

GYZF4 250*51板式橡胶支座具有足够的刚度和弹性，能将桥跨结构上的全部载荷(包括恒载和活载)可靠地传递到墩台上，并同时承受由荷载作用引起的桥跨结构端部的水平位移、转角和变形，减轻和缓解桥墩承受的震动，适应因温度变化、桥跨结构涨缩等引起的桥跨结构的平移运动。通常情况下，普通板式橡胶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梁结构，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。

GYZF4 250*72矩形板式坡形橡胶支座除了具有竖向刚度和弹性变形，能承受竖直载荷及适应梁端转动外，因聚四氟乙烯的低摩擦系数，可使梁端正四氟板表面自由滑动，水平力不受限制，适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等的大位移桥梁。它还可用作连续梁顶推及下型梁横移中的滑块。支座形状适用于不同桥梁结构形式同普通板式橡胶支座。GYZF4 275*65矩形板式坡形橡胶支座时，支座的*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％。根据交通部JT／T4—2004新标准规定，对于弯、坡、斜、宽桥梁，宜选用圆形板式橡胶支座。公路桥梁工程不宜使用带球冠的橡胶支座或坡形的橡胶支座。当桥梁纵坡坡度不大于1％时，板式橡胶支座可直接设置子墩台上，但应考虑纵坡影响所需要的厚度。当纵坡坡度大干1％时，应采用预埋钢板、混凝土垫块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—2004的有关规定验算并在验算满足规定要求后方可使用。

GYZF4 275*58矩形板式坡形橡胶支座应水平安装。公路桥梁板式橡胶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。

(b)四氟滑板式橡胶支座分为矩形四氟滑板橡胶支座(代号GJZF4)、圆形四氟滑板式橡胶支座(代号GYZF4)。按支座材料和适用温度分为

(a)常温型橡胶支座，应采用氯丁橡胶(CR)生产，适用温度为—25℃—60℃。不得使用天然橡胶代替氯丁橡胶，也不允许在氯丁橡胶中掺入天然橡胶；

(b)耐寒型橡胶支座，应采用天然橡胶(NR)生产，适用的温度为—40℃—60℃。

如以上两种类型的GYZF4 250*51板式坡形橡胶支座配合使用,比仅仅使用*种固定在桥梁墩上更能提高全桥的安全系数,抗震能力更加出色.到目前这止，*内外采取抗震方法主要是：刚性抗震法和柔性减震法两种，其中刚性抗震就是要增大橡胶支座的尺寸(包括支构自身的尺寸和抗震橡胶支座尺寸),柔性减震的相对来说减震性能好而刚度较小，在较大地震波的情况下有被破坏的可能。

GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座价格,这种GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座重42KG,每13.5元/公斤,GPZ(I)2500盆式橡胶支座根据应用范围可以分为三大类：公路桥梁盆式橡胶支座、铁路桥梁盆式橡胶支座及盆式橡胶支座的衍生品。常用的公路盆式橡胶支座型号有：GPZ盆式橡胶橡胶支座和GPZ（Ⅱ）盆式橡胶橡胶支座(依据GT391-1999) ,GPZ(KZ)盆式橡胶支座等几个系列。常用的铁路盆式橡胶支座有TPZ-I铁路盆式橡胶支座，TPZ标铁路盆式橡胶支座，专桥8156铁路桥梁支座。

GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座安装注意事项

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、GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座上、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、GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座**线与主梁**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。

GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座的布置

GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶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）GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶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*个

GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座的衍生品种类很多，比如 QPZ盆式橡胶橡胶支座、KPZ系列盆式橡胶支座、弹性减震球型钢支座、自调高盆式橡胶支座等。每*类根据位移形式可分为固定(GD)、单向活动(DX)和双向活动(SX)三种。GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座把锚柱安装在支座底板四角。浇注支座支墩，留出顶端*段高度，留出高度要比支座的锚柱大些； 把支座吊到垫石上方，校正平面位置和高度；浇注垫石混凝土；安装支座上部的4个锚柱；GPZ(I)2500双向活动桥梁橡胶支座安装现浇梁模板，绑扎现浇梁钢筋；浇注梁体混凝土；拆除支座两侧的临时连接。承载力均不小于橡胶支座坚向承载力的10%。抗震型支座水平承载力不小于支座坚向承载力的20%。 支座转动角度不小于0.02rad. 加5201硅脂润滑后，常温型活动支座设计摩阻系数*小取0.03.加5201硅脂润滑后，耐寒型活动支座设计摩阻系数*小取0.06。

于2Ahμ=2×6274483.4=26.0cm式中:Ah—构件混凝土截面面积为6274cm2;μ—与大气接触的截面周边长度483.4cm.且相对湿度为75%,受荷时混凝土龄期7～60d,查表得:<t=2.16(4)混凝土线膨胀系数αt=0.00001(5)混凝土干燥收缩折减系数(考虑预制后两个月安装)β=0.5(6)*根主梁预应力钢束总压力Py:主梁钢束采用17<j15.24(7<5),张拉控制应力为1395Mpa,截面积为140mm2,则*根主梁预应力钢束总压力:Py=17×(140×10-6m2)×(1395106N/m2)=3320100N=3320.1kN(7)跨中截面面积:Ah=6274cm274第4期辽宁交通科技(3)汽车制动力产生的水平位移量:ΛLi=T×(Σδ1+5)G×A式中:汽车制动力T=16.5kN=16.5×103N×(25+5)×10-3m1.15×106N/m2×5×104×10-6m2=8.61×10-3m=8.61mm(4)计入汽车制动力时*大位移量ΔL:主梁两端采用等厚度橡胶支座,按桥规规定制动力产生的位移可以两端分担,则所选支座承担的总位移量为:Δl=Δl2+Δl1+ΔLi2=15.332+0.74+8.612=12.71mm(5)不计汽车制动力时*大位移量ΔL:ΔL=Δl2+Δli=15.332+0.74=8.41mm(6)支座选用GJZ—200×250×49mm①支座承载力Nmax=347.5kN<支座允许承载力500kN;

GJZP 150*300*49坡型橡胶支座形状系数S=11.11,满足5≤S≤12要求;③支座转角正切值tg<=0.0041<允许转角正切值0.0061;④支座*小支点反力Nmin=162.5kN>支座与混凝土接触的抗滑*小承载力130kN;⑤不计汽车制动力时的*大位移量Δl=8.41mm<允许值16.5mm⑥计入汽车制动力时的*大位移量ΔL=12.71mm<允许值23.1mm⑦支座橡胶层总厚度Σσ1:支座总厚度为49mm;钢板6片,每片2mm厚,则Σσ1=49-6×2=37mm满足(la/10)≤σ1≤(la/5),即20≤σ1≤40要求。同时不计制动力时σ1≥2ΔL=2×8.41=16.82mm计入制动力时σ1≥1.43ΔL=1.43×12.71=18.18mm满足规范要求。GJZP 150*300*49坡型橡胶支座平均压应力验算:σ=NmaxA=347.5kN200×250mm=6.95Mpa查《板式橡胶支座设计参数表》得:矩形支座容许平均压应力[σ]=10.0Mpa,即σ<[σ],满足平均压应力要求。⑨支座抗滑稳定性验算:μ×Rmin≥1.4GAΔDΣt+T式中:μ—橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数,取0.3;Rmin—支点*小反力,Rmin=162.5kN;ΔD—由上部结构温度变化、桥面纵坡等因素引起的支座顶面相对于底面的水平位移。列文中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

GPZ（II）4.5SX盆式支座的垫石如何设置立好模板后，就开始浇筑垫石混凝土。GPZ（II）4.5SX盆式支座垫石的重新浇筑在本方案中也是*个比较重要的工序。垫石混凝土浇筑好以后不能有空隙。本次采用了KL-50灌浆料代替混凝土GPZ（II）4.5SX盆式支座垫石，灌浆料具有自密、膨胀的性能，灌浆料的强度为C50。为了保证

安装GPZ（II）4.5SX盆式支座图浇筑完成垫石垫石混凝土的密实，垫石的浇筑高度比原垫石略高些，标高控制到GPZ（II）4.5SX盆式支座下钢板的*半厚度处。同时从垫石混凝土中用*根钢管引出到外面，使钢管高于GPZ（II）4.5SX盆式支座垫石，在浇筑完成前从钢管中灌入灌浆料，使垫石处的混凝土承受*定的压力，以保证混凝土的密实。GPZ（II）4.5SX盆式支座垫石浇筑前按要求绑扎好垫石钢筋，清洗干净墩身处的杂物。

GPZ（II）4.5SX盆式支座的垫石设置注意事项

在桥梁施工过程中，应特别注意GPZ（II）4.5SX盆式支座的安装。更换GPZ（II）4.5SX盆式支座宜尽量早。在此桥GPZ（II）4.5SX盆式支座发现安装错误后，在方案讨论时，有*种想法认为可以到箱梁合拢体系转换前再换GPZ（II）4.5SX盆式支座。这种想法不可靠。那时，箱梁的荷载要比刚发现问题时大得多了。实施难度较大。所以必须及时纠正。

箱梁与墩身之间的高度要计算好，高度必须满足安装及螺栓安装的要求。其实这个高度主要是GPZ（II）4.5SX盆式支座垫石的高度要满足要求，因为箱梁与墩身之间的高度主要为GPZ（II）4.5SX盆式支座与垫石的高度，有些GPZ（II）4.5SX盆式支座上面有上垫石，GPZ（II）4.5SX盆式支座与上垫石的尺寸不能动了，只有下垫石满足取出GPZ（II）4.5SX盆式支座的高度才行。临时固结和垫块混凝土的强度必须计算好，并有足够的富余，尽量做到可忽略混凝土压缩量。同GPZ（II）4.5SX盆式支座的螺栓孔不*致，要改正GPZ（II）4.5SX盆式支座的螺栓孔，螺栓孔要加工好。通过凿除GPZ（II）4.5SX盆式支座垫石的方法，成功将悬浇箱梁的GPZ（II）4.5SX盆式支座更换了。此方法更换GPZ（II）4.5SX盆式支座对梁体受力的影响可忽略不计，达到了预期的效果。这种更换盆式GPZ（II）4.5SX盆式支座的实践，可以为类似桥梁的GPZ（II）4.5SX盆式支座更换提供参考。

GYZF4D 250*49板式橡胶支座承载力取值是多少？选用GYZF4D 250*49板式橡胶支座时，GYZF4D 250*49板式橡胶支座的*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%左右。所选支座承载力太小固然不行，但承载力过大也不可取。支座承载力越大，其平面面积也越大，相应的剪切变形强度也越大。就是说，同*座桥梁，采用的橡胶支座越大，上部结构变形对下部结构产生的水平力也越大，这对下部结构是不利的。当橡胶支座足够大时，支座与梁体间或支座与垫石间还会出现滑移现象，导致抗滑稳定性破坏。

GYZF4D 250*49板式橡胶支座承载力非但不宜取大，还应略小为好，即应控制在计算需要的承载力的-10%的范围内。原因有三：①厂家给出的支座承压力有富余；②设计荷载出现的机率总是很小，大量时间支座的承压力大有富余；③实际中几乎没有被“压坏”的橡胶支座。

对于顺梁底纵坡直接倾斜安装的支座，为满足桥规相关验算要求， 橡胶支座压应力在限值范围内宜取高，同样平面承压面积下短边宜取小，支座厚度在限值范围内宜取大。横向倾斜安装的支座可不考虑其影响。

实例分析：对于前述特大桥的引桥，仅改变其4-6#墩上的支座大小(不考虑其实际中的合理性)，该变化对墩台水平力的影响列表如下：作为专业GYZF4D 250*49板式橡胶支座生产企业，我们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：

GYZF4 200*49板式橡胶支座使用中的若干问题计算中应注意的若干问题其实际*大橡胶支座变形也必将大大小于4#和6#墩，GYZF4 200*49板式橡胶支座有效承压面积Ae计算支座压应力时，应采用支座有效承压面积（即承压加劲钢板面积）。同样，计算支座形状系数时，亦应采用加劲钢板尺寸进行计算。老桥规是以支座外观尺寸代入计算的，应注意调整我们的计算习惯。

GYZF4 200*49板式橡胶支座的剪变模量Ge,常温下橡胶支座的剪变模量Ge=1.0MPa。实际设计时，Ge值应注意按桥位所在地区气温条件进行调整。当累年*冷月平均温度的平均值为0~-10℃时，Ge值应增大20%；当低于-10℃时，Ge值应增大50%；当低于-25℃时，Ge值采用2.0MPa。

GYZF4 200*49板式橡胶支座的橡胶层总厚度te

进行GYZF4 200*49板式橡胶支座厚度计算时，容易将te误认为是支座的总厚度t，实际上te应为支座橡胶层总厚度，即te=t-nt0。其中n为支座中加劲钢板的层数；t0为每层加劲钢板的厚度。

在*些支座参考资料（特别是*些老的参考资料）中，并没有直接列出每种规格支座的te值，设计选型时多有不便。这时就需要根据支座形状系数S（资料中均会给出）的计算公式

矩形支座：S=      圆形支座：S=

__矩形支座加劲钢板短边尺寸

__矩形支座加劲钢板长边尺寸

d0 __圆形支座加劲钢板直径

t1__支座中间单层橡胶片厚度，常用的t1值有5、8、11和15mm四种。

反算出t1。再根据公式

t = tf+ te+ nt0= tf+ 2th+ (n-1)t1+ nt0

tf__四氟滑板厚度，或≤500mm时，tf=2mm，否则tf=3mm

th­­­­­__上、下保护胶层厚度，*般为2.5mm

t0__每层加劲钢板的厚度，或≤500mm时，t0=2mm，否则t0≥2.5mm，*般为3mm

试算出n及te(n≥2层，各型号支座tf、th及t0值可能会与以上列出的常用值有出入，所以需试算)。

GYZF4 200*49板式橡胶支座形状系数S取值

在实际GYZF4 200*49板式橡胶支座选型时会发现，同种平面尺寸的橡胶支座*般会有几种支座形状系数可供选择。这是因为同种平面尺寸支座*般会采用几种不同的中间单层橡胶片厚度t1来生产，实际上这是不同型号的支座，其加劲钢板的层数往往会相差1~3层。