衡水橡胶制品有限公司
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矩形板式橡胶支座 GJZ350*500*67板式橡胶支座厂家151-3082-8567
矩形板式橡胶支座的橡胶厚度应满足: GQZ系列橡胶支座该橡胶支座除具有普通支座的功能外,还具有在梁端作用力作用时 通过球形表面橡胶层调整受力**的位置,逐渐将力扩散到圆板式橡胶支座的钢板和橡 胶层,使支座受力均匀,尤其适用于斜交桥,立交桥等坡度桥的场所。 6、GQZF4系列橡 胶支座 该支座在球冠系列支座底面粘复*层2~4mm的聚四氟乙烯板而制成。除具有球 冠支座的功能外,特别适用大位移量的桥梁。 cmltlcmaea6.35 1851010188.1==≤≤==由上述分析可知,按计入制动力和不计入制动 力计算的橡胶厚度*大值为0.70cm,小于1.8cm,因此橡胶层总厚度的*小值取1.8cm。 由于定型产品中,对于平面尺寸为18cm×25cm的板式橡胶支座中,只有2cm,2.5cm, 3.0cm,3.5cm四种型号,暂取2cm。etetet选择加劲钢板,《桥规》(JTG D62)规定 单层加劲钢板厚度应按下式计算: s elesuesckPsAttRKtσ) (,,+= 且单层加劲钢板厚度不小于2mm。在本例题中:为 应力校正系数,取1.3; cmPK3231917=×=eA2;、为*块加劲钢板上、下橡胶层厚度, 参照《桥梁附属构 造与支座》中定型产品规格中间橡胶层厚度均取5mm;uest,lest,sσ 为加劲钢板轴向拉应力限值,取钢材屈服强度的0.65倍,取钢材的屈服强度为340MPa, 因此,22134065.0=×=sσMPa; 为支座压力标准值,将上述各项代入的计算公式得: ckRs t60.01022110323)55(109.3293.16 43=×××+×××=−stmm由于计算的60.0=stmm< 2mm,故取2mm。按板式橡胶支座的构造规定,加劲板上、下保护层不应小于2.5mm,取 2.5mm,中间橡胶层厚度有5mm,8mm,11mm三种,取5mm。故可布置4层钢板;此时,橡胶 厚度st205325.02=×+×=etmm,与取用值*致。加劲板总厚度824=×=Σstmm,故支座高 度28820=+=hmm。 (3)支座偏转情况验算 支座的平均压缩变形mc,δ为: b ee ckeeeckmcEAtREAtR+= ,δ 式中,、、含义同前;为橡胶体积模量,取2000MPa ,为支座抗压弹性模量,可按下式计算:ckReteAbEe E97 .8) 1917(5.0219 17)(20000=+×××=+= baesballtllS49.43497.80.14.54.522=× ×==SGEeeMPa 将上述各值代入mc,δ计算式,得: 573.010200019.017.0201090.3291049.43419.017.0201090.3296 363,=×××××+× ××××=m cδmm 在恒载、车道荷载和人群荷载作用下,主梁挠曲在支座顶面引起的倾 角应按结构力学方法计算,则有: 恒载产生的转角 00250.01019877.0245.1907.16247 3 31=×××==Bglθ(Rad)车道均布荷载产生的 转角 B lqmkc2432= θ(略去m的变化) 0006169.010 19877.0245.19875.7504.07 3=××××=(Rad) 车道集中荷载产生的 转角 B lpmkc1623= θ =001075.010 19877.0165.195.178504.07 2=××××(Rad) 人群荷载产生转角 B lPmrc24304= θ(略去m的变化) 00022.010 19877.0245.1975.000.362.07 3=×××××=(Rad) 因此,转角(Rad) 0044.04321=+++=θθθθθ ,44.00044.02 2002=×=′θa lmm,小 于mc,δ,支座不会落空。此外,为了限制竖 向压缩变形,《桥规》(JTG D62)规定mc,δ不得大于0.07,由于 etmmmmtm ce573.04.12007.007.0,=>=×=δ,因此mc,δ 满足:≤′2 θa lmc,δet07.0≤条件, 验算通过。(4)板式橡胶支座抗滑稳定性 验算为保证板式橡胶支座和墩台顶面或主梁底面不产生滑移,需对其抗滑稳定性进行 验算,验算时应对无汽车荷载和有汽车荷载(支反力*小)两种情况分别进行验算。 仅有结构自重作用时:1.471573.0=×=GKRµkN 82.8205.320.018.0100.14.1. .4.13=×××××=∆e lgetAGKN可见,>GKR µe l getAG∆. .4.1,这说明,在自重作用下,支座不会滑动。 计入制动力时: () 5.0,0,0,0×++=pk qkgkckRRRR(相当于车道荷载*小反力)() 6.2345.05.447.110157=×++=KN故有:38.706.2343.0=×=ckRµKN,而 :82.170.920 5.320.018.0100.14.14.13=+×××××=+∆bkelg eFtAG KN,小于 38.70=ckRµKN。因此,制动力作用下支座不会滑动。
GJZ350*500*67板式橡胶支座抗压弹性模量计算[E] = 66•S –162式中:矩形橡胶支座 S = 圆形橡胶支座S =3.1.2橡胶支座橡胶总厚度矩形橡胶支座橡胶 层总厚度应满足(la/10)≤δ1≤(la/5);圆形橡胶支座橡胶层总厚度应满足(d/10)≤ δj≤(d/5)。橡胶支座形状系数取值范围应限制在6≤S≤14范围内。3.2橡胶支座的选用 3.2.1选择GJZ、GYZ、GJZF4、GYZF4系列橡胶支座注意事项 A、选择GJZ、GYZ系列橡胶支座应注意下列问题
系列橡胶支座规格表中所列出橡胶支座承载力的变化范围为±10。 橡胶支座抗滑*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,括号外数值为橡胶支座与混凝土之间的抗滑*小承载力,括号内数 值为橡胶支座与钢板间抗滑*小承载力。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。c. 橡胶支座安装时,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橡胶支座**位置正确就位,并保证橡胶支座与上、下部结构之间紧密 接触,不得出现空隙。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%,且在选择橡胶支座时,要考虑因华侨安装所需要增加的剪 la•lb 2(la+lb) •δ d4δ5切变形影响,当纵坡大于2%时,要采取措施使橡胶支座平置。d. 橡胶支座必须考虑更换、拆除和安装方便。任何情况下不允许两个或两个以上橡胶支座沿梁**线在同*支承点并 排安装,在同*根梁上,横向不得设置多于两个橡胶支座,也不允许把不同规格的橡胶支座并排安装,且施工时要确保每个橡胶支座均匀受力。 B、选择GJZF4、GYZF4系列橡胶支座应注意下列问题 对GJZF4、GYZF4系列橡胶支座选用时除满足A要求外,还应注意下列问题:
选择板式橡胶支座承载力时,尽可能与桥梁实际支点反力相吻合,而不应采用比桥梁支点实际反 力大得多的规格橡胶支座,因四氟板与不锈钢板之间的摩擦系数随着正应力增大而减小,若摩擦系数增大,对桥梁结构受力不利。b. 注意梁底预埋钢板尺寸及锚固螺栓位置。梁底预埋钢板尺寸及厚度,设计人员可根据实际需要自行确定,*般比橡胶支座上钢板尺寸略 大为宜。施工时需确保梁底预埋钢板锚固螺栓位置和橡胶支座上钢板及墩台上安放橡胶支座下钢板处锚固螺栓位置准确无误。c. 橡胶支座上钢板也可与梁底预埋钢板采用断续焊接联接,这时橡胶支座下钢板与墩台间用环氧树脂砂浆粘结或螺栓联接均可,但无论采用哪种方式联 接,都必须保证橡胶支座安装位置准确无误。d. 注意橡胶支座总的组装高度h值,以确定橡胶支座设计标高。e. GJZF4、GYZF4系列橡胶支座不允许倾斜安装,当有纵坡时必须采用梁底预埋钢板调平后再放置橡胶支座。
GJZF4、GYZF4系列橡胶支座,*定要设置防尘设施,并要求工 厂配套提供全部附件,以保证产品质量。作用临时橡胶支座或顶推滑块时,可不设防尘设施。3.2.2板式橡胶支座的设计计算及选定方法 设计计算:橡胶支座的弹性模量与橡胶支座的形状系数S(橡胶支座的承压面积与自由表面积之比)有关,其计算公式为: S = 式中:a——板式橡胶支座短边尺寸; b——板式橡胶支座长边尺寸; t——中间层橡胶片厚度形状 系数不同,橡胶支座的平均容许承压应力也不同。此外,抗压强度也和所用的加劲钢板厚度 有关。中层橡胶厚度相近的橡胶支座,加劲钢板厚的,其抗压强度就高,反之则低。各种桥 梁因其结构形式不*,所选择的橡胶支座型式、规格尺寸也就不同。为方便各使用单位选择 ,现将*内建筑得较多的中小跨径的混凝土桥梁,按其跨度、荷载的不同,经计算后分别列表于下,供设计时参考。 6A 预应力空心板(上海市政工程设计院的通用图编号001-003-001~001~003-019)
桥梁宽度≥净7米(不包括人行道),支点反力值(设计值)如表5,每块板端头下面要放4块橡胶支座。橡胶支座容许承压应力按9.81Mpa计算,则板式橡胶支座的设计反力 值为:橡胶支座面积(长×宽)×容许压应力。每根梁下放置两块橡胶支座。
预应力砼T型梁支点反力设计值表7 跨度(m) 荷载(t) 25 30 35 40 恒+汽20+人 41.98 49.73 59.66 68.52 恒+挂100 54.77 62.58 72.36 81.52 T梁的梁高145cm175cm200cm230cm3.2.3板式橡胶支座选用示例 A.设计条件结构形式:40米装配式预应力混凝土简支梁 温度变化:±35℃ 混凝土徐变系数:Фt=2 混凝土线膨胀系数:αt=0.00001混凝土干燥收缩折减系数(考虑预制后两个月安装):β=0.462 *根主梁预应力钢束总压力:Py=5388(KN) 跨中断面面积:Ah=8361(cm2 ) 主梁*大支点反力:Nmax=1137(KN) 主梁恒载支点反力:Nmin=726(KN) 桥面纵坡:i=1.0% 汽车制动力设每片梁为:T=16.5(KN) B.橡胶支座*大位移量计算 由于温度变化产生位移量 Δlt = ±Δt·αt·l = ±35×0.00001×40000 = ±14mm 由于混凝土干燥收缩产生位移量Δla = -Δt·αt·l·β= 10×0.00001×40000×0.462 = -1.85mm由于混凝土徐变产生位移量 Δlc = -·Фt·β·l = -×2×0.462×40000 = -7.22mm 由于桥面纵坡影响产生水平位移量Δli = (式中:Ф——主梁纵向倾角,A——支座面积)由于汽车制动力而产生水平位移量Py Ah·Eh 53888361×3300 G·ANmax·sinФ·(∑δ1+5)8Δli = (式中:T——汽车制动力)C.橡胶橡胶支座尺寸选择 平面尺寸选择已知主梁*大支点反力Nmax =1137(KN),查JT/T4-1993交通部行业标准“规格系列”,平面尺寸300×350mm规格橡胶支座,承载力 N=1050KN。但因橡胶支座承载力允许提高10%,则承载力*大可达1050×1.1=1155(KN),故认为平面尺寸la×lb = 300×350mm规格橡胶支座是可以满足要求的。因预应力混凝土T梁马 蹄宽为40cm,考虑两边各留2.5cm余量,则橡胶支座横桥向尺寸可选为lb =350mm,又因顺桥向尺寸必须小于横桥向尺寸,故选用la =300mm ,认为均满足要求。
橡胶支座厚度选择由温度、混凝土干燥收缩、混凝土徐变产生的位移量合计: ΔlD =Δlt +Δla +Δlc = 23.07mm然后计算由于桥面纵坡及汽车制动力产生的位移量: Δli == 0.285cm = 2.85mmΔli = = 0.414cm = 4.14mm 两端采用等厚度橡胶支座时,按桥规规定制动力产生位移可以两端分担,则所选橡胶支座承担的总的位移量为:Δli = ++ 2.85 = 16.5mm 查JT/T4-1993交通部行业标准“规格系列”中GJZ橡胶支座300×350× 47规格不计汽车制动力时*大位移量为17.5mm,大于11.54mm。计入汽车制动力时 *大位移量为24.5mm,大于16.5mm。且已知主梁恒载支点反力Nmin =726KN,大于 所选规格橡胶支座抗滑*小承载力273KN,故全部 8Δli = (式中:T——汽车制动力)C.橡胶橡胶支座尺寸选择 平面尺寸选择已知主梁*大支点反力Nmax =1137(KN),查JT/T4-1993交通部行业标准“规格系列”,平面尺寸300×350mm规格橡胶支座,承载力N=1050KN。
四氟乙烯滑板式橡胶支座但因橡胶支座承载力允许提高10%,则承载力*大可达1050×1.1=1155(KN),故 认为平面尺寸la×lb = 300×350mm规格橡胶支座是可以满足要求的。因预应力混凝土T梁马 蹄宽为40cm,考虑两边各留2.5cm余量,则橡胶支座横桥向尺寸可选为lb =350mm,又因顺桥向尺寸必须小于横桥向尺寸,故选用la =300mm ,认为均满足要求。 D.橡胶支座厚度选择由温度、混凝土干燥收缩、混凝土徐变产生的位移量合计: ΔlD =Δlt +Δla +Δlc = 23.07mm然后计算由于桥面纵坡及汽车制动力产生的位移量: Δli = = 0.285cm = 2.85mmΔli = = 0.414cm = 4.14mm 两端采用等厚度橡胶支座时,按桥规规定制动力产生位 移可以两端分担,则所选橡胶支座承担的总的位移量为:Δli = ++ 2.85 = 16.5mm 查JT/T4-1993交通部行业标准“规格系列”中GJZ橡胶支座300×350× 47规格不计汽车制动力时*大位移量为17.5mm,大于11.54mm。计入汽车制动力时 *大位移量为24.5mm,大于16.5mm。且已知主梁恒载支点反力Nmin =726KN,大于 所选规格橡胶支座抗滑*小承载力273KN,故全部满足要求。因此所选用的橡胶支座表示如下: JT/T4-1993 —— GJZ ——300×350×47 标准代号 橡胶支座名称、代号规格尺寸
聚四氟乙烯滑板橡胶支座的选用A.聚四氟乙烯滑板橡胶橡胶支座(以下简称四氟滑板橡胶支座)工作原理 在*定正压应力下,四氟板与具有*定光洁度的不锈钢板之间具有相当小的摩擦系数,梁底 G· A T·(∑δ1+5)0.11×30× 35 1137×0.01×2.90.11×30× 3516.5×2.92 23.07 4.1429 不锈钢板则可在四氟滑板橡胶支座上自由滑移,梁的伸缩位移不是单靠橡胶剪切变形来 完成,而是由梁在橡胶支座表面滑移与部分橡胶剪切变形来完成的,此时橡胶支座必须满足下式:N·μ≤tgα·G·A- N·θ(式中;θ——梁端转角;其余符号同前)。B.聚四氟乙烯滑板橡胶支座应用与布置 四氟滑板橡胶支座*般在梁上的位移量较大,适用于桥面连续结构,或上部结构采用预制梁先简支安装后,现场浇筑连续段,再转换为连续体系的连 续梁,在顶推施工中作为滑块使用。*般连续体系梁桥,橡胶支座布置形式有下列各种(图3): a.为将上部结构的水平力均匀分配到各个墩台上,*联中的跨数较小时 各个墩台可采用不等厚度的橡胶支座,则橡胶支座规格品种较多,设计施工比较复杂。为了 简化设计,可全部采用等厚度橡胶支座。但必须以满足*大位移需要量的橡胶支座控制设计。
衡水板式橡胶支座发展历史从70年代开始,据板式橡胶支座厂老人回忆,在1970年由铁道部科学研究院主持,常熟橡胶厂参加了板式橡胶支座的研制生产,并把我厂小批量试制的橡胶支座产品,进行*系列的试验和实地试用,为我*铁路、公路桥梁应用橡胶支座积累了大量科学数据和实践经验。
1982年,铁道部在全***对我厂板式橡胶支座进行了唯*的部*的技术鉴定。从此开始,板式橡胶支座的应用和生产如雨后春 笋,应用面之广、品种开发之快前所未有,至目前板式橡胶支座产品品种,按支座形状 划分有矩形板式橡胶支座(GJZ、GJZF4)、圆形板式橡胶支座(GYZ、GYZF4);球冠圆 板橡胶支座(TCYB);坡形橡胶支座。按橡胶种类划分的氯丁橡胶支座(CR)、天然橡 胶支座(NR)、三元乙丙橡胶支座(EPDM)。按结构型式分有普通橡胶支座、聚四氟乙烯滑板橡胶支座。 我们板式橡胶支座厂先后在*内著名的桥梁上被采用,如唐山滦河大桥、柳州二桥、郑州黄河大桥、东营黄河大桥、九江长江大桥、重 庆长江大桥、嘉陵江大桥、哈尔滨松花江大桥、广东南海西樵大桥、南昌新八*桥等等 。随着城市市政建设的加快,在全*众多大城市的城市立交桥、高架桥也纷纷使用“永 恒”产品,其中著名的北京多座立交桥、天津多座立交桥、上海南浦、口浦大桥和高架 道路、广州六二三高架道路、南京长江大桥立交等。还使用于全*首条沪嘉高速公路的 配套工程,沈大、成渝、杭甬、沪宁高速公路的桥梁、立交桥上使用了数以万计的“永恒”橡胶支座。
从85年起,还被选用于出口配套孟加拉*、伊拉克、也门、坦桑尼亚等 援外桥梁工程,91~93年经香港费雷雪纳德公司(FREYSSINET)检测**检测质量符合英 *BS5400标准,配套使用于澳门新澳凼大桥的工程。我厂是铁道部、交通部首批 认可的生产部标系列产品的专业厂,产品严格按中华人民共和*铁道部TB1893-1987《铁 路桥梁板式橡胶支座》和中华人民共和*交通部标准JT/T4-1993《公路桥梁板式橡胶支 座》组织生产。并能提供聚四氟乙烯滑板橡胶支座的全套附件。如果在设计时需用特殊 规格和要求,我厂可根据需要提供咨询服务,或按设计图纸和要求加工制造。
板式橡胶支座工作原理及构造特点1.1工作原理:板式橡胶支座的主要功能是将上部 结构的反力可靠地传递给墩台,并同时能完成梁体结构所需要的变形(水平位移及转角 )。根据这些要求,板式橡胶支座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;橡胶支座在水平方向则应具有*定的柔性,矩形板式坡形橡胶支座以 适应梁体由于制动力、温度、混凝土的收缩、徐变及荷载作用等引起的水平位移;同时橡胶支座还应适应梁端的转动。 板式橡胶支座可以设计成为*端为固定,另*端为活动的支座。也可以设计成 为不分固定端与活动端的支座。固定支座*般厚度较薄,以满足支点竖向荷载及梁端自 由转动的要求即可。水平位移主要由活动支座的橡胶剪切为形来完成,其橡胶层的厚度 则取决于水平位移量的大小。两端如不分固定活动的支座,则二者的厚度相同。水平变形由两个支座同时完成,各承担其*半。
所有橡胶支座,在*小竖向荷载作用下,应保证支座本身不得有任何滑移。比如:200*49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 地粘结成为一体。这种支座在竖向荷载P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,从而可大大地提高支座的竖向刚度(抗压刚度)。此时支座的竖向总变形,将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。在水平力H作用下,加劲橡 胶支座所产生的水平位移量Δ取决于橡胶片的净厚。(图1) 为了防止加劲钢板的锈蚀,板式橡胶支座上、下面及四周边都有橡胶保护。
板式支座的构造如图2所示。 图1 图2板式橡胶支座具有下列优点: (1)构造简单、易于制造、造价低、节省钢材。 (2)材料来源充足,宜于定型成批生产。(3)橡胶具有优良的弹性 与阻尼性,因而橡胶支座具有良好的吸震性能,可减少动载对桥跨 结构及墩台的冲击,从而改善桥梁的受力情况。3(4)板式橡胶支座在使用期间,养护工作量少。 (5)建筑高度低,安装简便,可节约施工劳动力和时间。更换方便,在运营的桥上也可以更 换支座。(6)板式橡 胶支座在竖向力作用下只发生很小的弹性变形,而水平力作用下发生的剪切变形 可在水 平面内任何方向发生,因而适用范围极广,能适应宽桥、曲线桥、斜交桥等。 (7)板 式橡胶支座工作性能可靠。根据对*内桥梁上已经使用十多年的支座进行剖析对比试 验 ,和*外有关试验与实用资料的报导,橡胶支座的使用寿命至少可达50年以上,完全有可能达到与桥梁相同的寿命。 200*55板式橡胶支座性能与其它板式支座有不同吗?板式橡胶支座中的胶料选择 对于橡胶支座使用的主要材料——橡胶,*内外大致相同,有氯丁胶、天然胶、三元乙丙胶。三种胶料各有优缺点,选择哪种胶料,主要是根据支座使用温度 条件进行选择,*般来讲,寒冷地带
如我*东北、内蒙古地区可选用三元乙丙胶为原料的支座;华北地区可选用天然胶为原料的支座;华中、华南地区可选用氯丁胶为原料的支座。 2.2板式橡胶支座胶料的物理机械性能2.2.1*内标准(表1) 板式橡胶支座胶料物理机械性能(JT/T4-1993《公路桥梁板式橡胶支座》)表1 技术指标 支座类型项目指标氯丁橡胶 天然橡胶 三元乙丙 橡胶 硬度(IRHD 邵尔A) 60±3 60±3 60±3 拉伸强度 (Mpa) ≥17.0 ≥17.5 ≥15.2 扯断伸长率 (%) ≥400 ≥400 ≥350~400橡胶与钢板粘附剥离强度(KN/m) ≥7 ≥7 ≥7 脆性温度 (℃)≤- 35 ≤-50 ≤-60 恒定压缩永久变形 (70℃×22h)(%)≤20 ≤25 ≤25 耐臭氧老化( 试验条件25~50pphm,20%伸长,40℃×96h) 无龟裂 无龟裂 无龟裂 热空气老化试验试验条件(℃×h) 100×70 70×168 100×70 拉伸强度降低率(%)<15<15<154扯断伸长降低率(%) <40 <20 <40 硬度变化(IRHD)<+15 ±10 <+15 四氟板与橡胶粘附剥离强度 (KN/m)≥4 ≥4≥43.
板式橡胶支座的设计参数及选用3.1支座的设计参数 3.1.1设计参数设计参数应符合表4要求 板式橡胶支座设计参数表表4容许平均压应力 [σ](Mpa) 容许抗剪弹性模量[G] (Mpa)抗滑*小压应力 σmin(Mpa) 橡胶片*大容许剪切角正切值tgα *小容许转角正切值tgθ纯四氟板与不锈钢板的摩擦系数μf 矩形支座 圆形支座 支座与混凝土接触 支座与钢板接触 不计制 动力 计入制 动力 钢筋混凝土桥 钢桥10.012.51.02.63.850.50.71/3001/500 0.06注:当温度低于-30℃时,抗剪弹性模量G值应增大20%,四氟板与不锈钢 板间摩擦系数μf应增大30%,不加润滑硅脂时,摩擦系数μf加倍。3.1.2橡胶支座抗压弹性模量。