衡水橡胶制品有限公司
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聚四氟乙烯滑板橡胶支座GYZF4 400*66选橡塑151-3082-8567
我公司的橡胶支座在几次*内地震中的作用,大*知道从2005-2014年*内外发生了几次大地震,作为生命线工程的桥梁遭受了严重破坏.在阪神大地震中,专门对橡胶支座的破坏及其与上部、下部结构破坏之间的关系进行了详细调查,调查表明,橡胶支座对桥梁整个结构响应的影响十分重要,在实际地震作用下,经如:板式橡胶支座与上部、下部结构的相互作用比较复杂,橡胶支座的破坏往往会改变上部、下部结构间的传力状况,也改变整个结构的响应.因此,在桥梁结构的抗震设计中,必须对橡胶支座在地震作用下的性能有明确的认识,才能正确把握结构的响应. 我*目前《公路工程抗震设计规范》(以下简称《规范》)[1,2]对连续梁桥中
①对于全联均采用板式橡胶支座的连续梁桥,上部结构对板式橡胶支座顶面产生的纵向水平地震力按《规范》公式4.2.6Ο1计算;②连续梁桥*联中*个或几个墩采用板式橡胶支座,其余均为聚四氟乙烯滑板橡胶支座,上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震力可按《规范》公式4.2.6Ο4计算,其值如小于按式4.2.6Ο1的计算值,应按式4.2.6Ο1计算,公式中变量含义见《规范》条文.由上述规定可知,存在以下*些缺点:①对桥梁中使用的滑板橡胶支座在地震作用下的预期性能如何没有明确的规定,由《规范》给出的两个计算公式可知,前者将滑板橡胶支座看作板式橡胶支计算,即不发生滑动,后者按滑GYZ 400*66板式橡胶支座均发生滑动计算,计算结果取两者中的*大值;
由式4.2.6Ο4知,GYZF4 400*77板式橡胶支座对板式橡胶支座地震力的影响,《规范》只简单地以静力方法加以考虑.而在实际地震中,由于GYZF4 400*77板式橡胶支座发生滑动,*方面改变了结构的刚度,从而改变了结构的反应特性,另*面,在滑动过程中,滑板橡胶支座消耗大量地震能量,降低了整个结构的响应.第在地震作用下的纵向动力特性进行分析,了解其相互作用的机理,为建立合理分析方法提供依据.GYZF4 400*77板式橡胶支座连续梁桥纵向动力特性计算分析1.1 模型建立根据文献[3]对橡胶橡胶支座在地震力作用下的性能研究可知,板式橡胶橡胶支座的滞回曲线为狭长条形,可近似为线弹性,见图1所示.在近几年,*内外对聚四氟乙烯滑板橡胶支座的滞回特性,进行了大量试验与理论研究 [3,4],研究结果表明:①聚四氟乙烯滑板橡胶支座的滑动摩擦系数受加速度的影响比较小,而是随滑动速度的增加迅速增加,当速度达到*定数值后,摩擦系数趋于常数;②与所受压应力大小有关系,随压应力增加,滑动摩擦系数值减小,同时也与接触面的光滑程度、是否添加润滑物有关,试验测得滑动摩擦系数值变化范围在0.01~0.20左右;③通过对试验结果的理论分析表明,尽管滑动摩擦系数值随上述诸多因素变化而变化,但当滑动摩擦系数值选取适当时,采用常摩擦系数值的库仑模型进行分析, 仍可得到很好的计算结果[4].分析是借助于DRAINΟ2DX软件来进行的.桥面板、墩、柱均采用平面梁单元描述,橡胶支座用连接单元来描述.其滞回模型采用图1、
板式橡胶橡胶支座滞回曲线聚四氟乙烯滑板橡胶支座滞回曲线算例分析以*个板式橡胶橡胶支座其余均为聚四氟乙烯滑板橡胶支座座的等高等跨连续梁桥分析.分别对*联三跨、五跨、七跨连续梁桥上部结构对墩顶板式橡胶支座纵向地震力进行计算分析,跨径均为20m,墩高均为5m,主梁采用单箱单室截面形式,面积为2.7m2,竖向刚度为 0.522m4,桥墩直径均为 1.2m的圆形截面,阻尼比为5%.在算例中将板式橡胶橡胶支座都放置在1号墩,板式橡胶支座座水平剪切刚度为k=5.3MN・m-1,其余均为聚四氟乙烯滑板橡胶支座,其初始水平剪切刚度取为k=5.3MN・m-1. 图 3给出三跨连续梁桥的模型,五跨、图3 三跨连续梁桥计算模型 Fig.3 Three2spancontinuousbeammodal七跨连续梁桥模型与之类似.基于上述模型,分别对影响板式橡胶支座座纵向地震力的各参数进行分析,这些参数有:地震动特性的影响,采用依据规范Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ类场地反应谱分别合成的人工波来考虑;地震烈度的影响,考虑7、8、9三类烈度水平的影响;聚四氟乙烯滑板橡胶支座的滑动摩擦系数值不同的影响,摩擦系数值根据试验结果分别为 0.02,0.05,0.10,0.15,0.20.1.2.1 摩擦系数对板式橡胶支座剪力的影响图4a,b分别给出了对于三跨、五跨、七跨连续梁桥在Ⅰ、Ⅳ类场地,不同烈度水平地震作用下的计算结果.从图中可以看出,在Ⅰ类场地条件,上部结构传给板式橡胶支座的地震力受滑板橡胶支座摩擦系数变化的影响不大;在Ⅳ类场地条件下,则随摩擦系数的增加而降低.同时在图中标出在低烈度水平地震作用及不同摩擦系数值下, 存在部分滑板橡胶支座发生滑动的情况.1.2.2 板式橡胶支座剪力随跨数增加的变化规律2 同 济 大 学 学 报第29卷 图4 板式橡胶支座剪力与摩擦系数μ的关系
GYZF4 350*55S板式橡胶支座的是桥跨结构的支承部分。其作用是将桥跨结构上的荷载通过支座传递给墩台。GYZF4 350*55S板式橡胶支座的作用主要表现在以下三个方面:GYZF4 350*55S板式橡胶支座使反力明确地作用到墩台的指定位置,并将集中反力扩散到*个足够大的面积 上,以保证墩台工作的安全可靠。 保证桥跨结构在支点按计算图式所规定的条件变形。 保证桥跨结构在墩台上的位置充分固定,不致滑落。 第二节 桥梁支座的分类 支座按固定与否分类可分为固定支座及活动支座。 固定支座起着饺的作用,它允许桥梁结构在沿着线路的竖直平面内自由地转动。活动支座除了能自由地转动外,还应允许在活载及温度变化时,梁端可纵向水平移动。 简支梁桥,按其静力图式应在其*端设置固定支座,另*端设置活动支座。对于铁 路梁桥梁,由于制动力影响较大,固定支座与活动支座的布置应根据以下原则: (1) 对桥跨结构而言,*好使梁的下弦在制动力的作用下受压,并能抵消*部分竖 向荷载在下弦产生的拉力; (2) 对桥墩而言,*好让制动力的作用方向指向桥墩**,并使墩顶混凝土或浆砌 片石在制动力作用下受压而不受拉; (3) 对桥台而言,*好让制动力的作用方向指向河岸,使桥台顶部混凝土或浆砌片 石受,并能平衡*部分台后填土压力。 根据上述原则,《铁路桥梁设计规定》规定,固定支座的布置,在坡道上应设在较低的*端;在车站附近,应设在靠近车站的*端;在区间平道上,应设在重车方向的前
当上述规定互相抵触时,则应按水平力作用影响较大的情况设置,即应先满足坡道上的要求。 对于多跨简支梁桥,为使纵向水平力在各墩上均匀分配,不应将两相邻孔的固定支 座设在同*桥墩上。 对于公路的多跨简支梁桥,通常相邻两跨的固定支座不布置在同*个桥墩上。当桥墩较高时,为减小水平作用,可考虑在其上布置相邻两跨的活动支座;对于坡道上设置的桥,也应将固定支座布置在较低的墩台上。对特别宽的公路桥梁,应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座。 悬臂梁桥的锚固跨也应在*端设置固定橡胶支座,另*端设置活动支座。多孔悬臂梁桥 挂梁的支座布置与简支梁相同。 连续梁桥每联只有*个固定支座。为避免梁的活动端伸缩缝过大,固定支座宜置于每联的中间支点上,如该处墩身较高或因地基受力条件等原因,则应考虑避开,或采取特殊措施,以免墩身尺寸过大。
GYZF4 350*55S板式橡胶支座的材料有钢、橡胶、或标号不低于C30的钢筋混凝土。橡支座在公路桥梁上使用*为普遍。且橡胶支座随着桥梁技术的发展不断发展。 钢支座在铁路桥梁上使用*普通,但近年来,铁路桥梁也大量采用橡胶支座。较早的铁路桥梁大量采用钢支座,但是新建的客运专线亦大量采用橡胶支座。 钢筋混凝土支座具有结构简单,造价低廉的特点,广泛应用于乡村道路桥梁和非重要道路的小型桥梁。因体积大而承载力小,故仅在乡村道路上采用。
GYZF4 350*55S板式橡胶支座由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成,它有足够的竖向刚度,能将上部构造的反力可靠地传递给墩台,具有良好的弹性以适应梁端的转动;同时又有较大的剪切变形能力,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覆*层厚1.5mm—3mm的聚四氟乙烯板,就制作成聚四氟乙烯滑板式橡胶支座。它除了具有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,被广泛应用。GYZF4 350*55S板式橡胶支座的分类及表示方法 板式橡胶支座按结构形式分类如下 : 板式橡胶支座包括普通板式橡胶支座和四氟板式橡胶支座两类。 其中,普通板式橡胶支座又可分为矩形普通板式橡胶支座、圆形普通板式橡胶支座、球冠形普通板式橡胶支座等三种。 四氟板式橡胶支座亦又可分为矩形四氟板式橡胶座、圆形四氟板式橡胶支座、球冠形四氟板式橡胶支座等三种。 普通板式橡胶支座按胶种适用温度分类如下: a、 氯丁胶型:适用温度 +60℃ —— -25℃ b、 天然胶型:适用温度 +60℃ —— -40℃ c、 三元乙丙胶型:适用温度 +60℃—— -45℃
*新GJZF4 400*500*64板式橡胶支座安装工艺,GJZF4 400*500*64板式橡胶支座安装,GJZF4 400*500*64板式橡胶支座安装准备GJZF4 450*500*64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。 GJZF4 450*500*64板式橡胶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*不应低于C30。GJZF4 450*500*64板式橡胶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*片梁两端支承垫石及同*桥墩、台上支承垫石应处于同*设计标高平面内,其相对高差不应超过±1.5 mm,同*支承垫石高差应小于0.5 mm。
GJZF4 450*500*64板式橡胶支座进场后,应检查支座上是否有制造商的**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**线,以保证支座准确就位。 b.2 支座安装时,应防止GJZF4 450*500*64板式橡胶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。比如:在城市公路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**线在同*支承点并排安装;在同*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。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**线位置)、GJZF4 400*500*64板式橡胶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,*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。
GJZF4 400*500*64板式橡胶支座施工注意事项: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**,安装时橡胶支座的**与支承垫石**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*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 *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。这种橡胶支座施工程序如下:处理好支撑垫石,使支撑垫石标高*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。
2014年*新的GJZF4 400*500*64板式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**线重合;板梁、箱梁的纵轴线与支座**线相平行。为落梁准确,在架第*跨板梁或箱梁时,可在梁底划好二个支座的十字位置**,在梁的端立面上标出两个支座的位置**线的铅直线,落梁时使之与墩台上的位置**线相重合。以后数跨可依照第*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,大*可以参考铁路桥梁板式橡胶支座规格表 。在安装T型桥梁时,若GJZF4 400*500*64板式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,*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"。
GYZ 300*66板式橡胶支座的高度由橡胶层厚度和加劲钢板厚度
两部分组成,应分别考虑计算。 假设本算例中支座水平放置,且不考 虑混凝土收缩与徐变的影响。温差t∆=36 ℃引起的温度变形,由主梁两端均摊,则
图7.10 计算长度示意图 每*支座的水平位移为:g∆0035.0)2.05.19(36102 1
215=+×××=′⋅∆⋅′=∆−ltgαm=0.35 cm laC l19.5 mla C l llaˊ式中:
l′——构件计算长度,la ll′+=′,见图7.10。因此,不计制动力时,∆,gl∆=35.022×=∆≥getcm=0.70cm。
为了计算制动力引起的水平位移Fbk∆,首先要确定*个支座上的制动力标准值。由于计算跨径为19.5m,故纵向折减系数bkFζ′取1.0,由于该桥桥面净宽为7.0m,按二车道设计,故车道折减系数ζ取1.0。车道荷载制动力按同向行驶时的车道荷载(不计冲击力)计算,故计算制动力时按*个车道计算,*个车道上由车道荷载产生的制动力为在加载长度上
的车道荷载标准值的总重力的10%,故本算例的制动力为: 21.33%10)5.1785.19875.7(%10)(=×+×=×+=′kkbk
plqFKN 由于小于公路Ⅱ*汽车荷载制动力*低限值90KN,故bk
F′bkF′取90KN计算。由于本例中有五根T梁,每根T梁设2个支座,共有10个支座,且假设桥墩为刚性墩,各支座抗推刚
度相,因此制动力可平均分配,因此*个支座的制动力为:因此,计入制动力时,橡胶厚度t的*小值为:e61.018 .02.0100.1210
97.035 .027.063 =×××××− = − ∆≥ b aebkg ellGFtcm 式中: eG——1.0Mpa。
此外,从保证受压稳定考虑,矩形板式橡胶支座的橡胶厚度应满足: etcmltlcmaea6.35 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: ckRst60.01022110323)55(109.3293.16
43=×××+×××=−stmm 由于计算的60.0=stmm<2mm,故取2mm。按GYZ
300*66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: ckReteAbEeE97 .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 cmm 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=+++θθθθ,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。板式橡胶支座抗滑稳定性验算 为保证GYZ 300*66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,>GKRµe 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GYZ 300*66板式橡胶支座不会滑动。
2014年*新的GYZ公路桥梁板式橡胶支座的规格如下,在这里有2014年***新的板式橡胶支座的要求、规格系列及选用。
本标准适用于承载力小于5000kN 的公路桥梁用矩形、圆形平板式橡胶支座。 2、规范性引用文件
下列文中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,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
3、支座要求 支座产品分类、代号、结构、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、贮存、运输、安装和养护均应满足JT/T4
*2004的要求. 3. 2 支座使用阶段平均压应力бC=10M Pa ( S <7时бC=8M Pa);橡胶硬度60 ( IRHD
)时,其常温下剪变模量G = 1.OMpa 。剪变模量随温度下降而递增, 当累年*冷月平均温度的平均值O ~-10℃时为寒冷地区,G = 1 .
2MPa ;当低于-10 ℃ 时为严寒地区,G = 1.5MPa ;当低于-25 ℃ 时,G = 2 . 0 MPa
。全*气温分区图见JTG D60 *2004附录B。 3.3支座橡胶弹性体体积模量Eb= 2000 MPa。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,μf=0 . 06 ,当温度低于-25 ℃
时,μf值增大30 % ,当不加硅脂时,μf应加倍。若有实测资料时,也可按实测资料采用。板式橡胶支座剪切角α 正切值,当不计制动力时,tan
α不大于0 .5 ,当计入制动力时,an α不大于0 .7. 3.5 橡胶支座的计算和验算均应满足JTG D62 *2004的要求。