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橋梁支座的基本作用

時間:2022-08-31 09:47 點擊:

  一, 橋梁支座的功能和要求

  橋梁支座的基本作用是支撐上部結構,并將上部錨固結構的各種荷載傳遞給下部結構。 需要固定支架來抵抗可能沿三個主軸發生的運動,但允許結構繞水平軸旋轉,而活動支架除了允許結構繞旋轉外,還可以適應溫度或活荷載引起的縱向位移 水平軸。 必要時,支座應具有限制結構提升的功能,或抗震、消能等特殊功能。

橋梁支座的基本作用

  橋梁能否收到良好的使用效果,往往取決于支座能否準確發揮作用。 因此,需要正確確定作用在支撐上的載荷。 一般來說,除恒載和活載外,還應考慮地基沉降、橋臺位移和施工荷載引起的荷載重分布。 對于斜橋和曲橋,支座受力比較復雜,需要從三個主要方向進行研究。 即使是相同的支座位置,無論是哪個部位,支座的受力都會有很大的差異。 其次,要合理確定結構的位移,應根據橋梁跨度、系統、荷載水平及其動力影響、橋墩剛度、橋梁附近氣候條件等綜合考慮。 場地和建筑材料的性能。 另外需要注意的是,支座是外露部件,容易受到空氣中腐蝕性物質的腐蝕,這也是支座維護保養的主要原因。 因此,在選擇支座時,一般可以從承載能力、活動和旋轉功能、外形尺寸、維護要求和經濟要求等方面選擇合理的支座形式。

  預應力混凝土連續梁橋的支座常用的有鋼支座、橡膠支座、滑動橡膠支座和盆式橡膠支座。

鋼橋梁支座

  二, 鋼橋梁支座

  鋼支座是靠零件的滾動、搖晃和滑動來完成運動和轉動的。 其特點是承載能力強、水平位移關節大、轉動靈活,在1960年代之前被迫采用。

  1.鑄鋼橋梁支座

  使用碳鋼或優質鋼,經過模具制作、砂型鑄造、鑄造、熱處理、機加工和表面處理,最后通過檢驗完成產品。 典型的鑄鋼支座包括固定支座、擺動支座和滾動支座。 河北銘河大橋建于1976年,主橋為4跨1接預應力混凝土上連續梁橋,橋面采用ZG/45鑄鋼支座。 橋梁固定承載力7.4kN,承載力3.02×103kN; 擺動承載索15.3kN,承載力2.84×103kN,水平位移18mm; 滾動支座重量5.2kN,承載能力804kN,水平位移30mm。 通常的支架是用于單軸運動和單水平運動的擺動和滾動支座。

  鑄鋼支座具有尺寸大、用鋼量大、成本高、剛度過大、傳力劇烈等缺點,容易對下預應力錨固結構造成破壞。 同時鑄鋼支座容易生銹,維護成本高。 維護很困難。

  2.新型鋼支座

  由于材料和工藝的發展,切削支座采用不銹鋼鍵或合金鍵,同時對支座的接觸部位進行表面硬化處理,以提高支座之間的許用承載能力和傳動力。 板和滾動軸用齒鍵減少支撐的商。 德意志聯邦共和國千架混凝土橋上承載能力為 980 萬的高級克勞茨鋼支座。 支架高度為405mm,使用位移80mm的滾輪。

  采用特氟龍滑板的鋼制支座摩擦系數小,可以避免出現卡滯現象(Stich-Slip)。 在聚四氟乙烯板中加入玻璃纖維填料,可以提高其抗壓強度,降低溫度膨脹系數,對魔術摩擦系統的影響較小。 1960年代初開始使用聚四氟乙烯滑板支座,1965年建成的本多夫大橋。各邊跨橋墩頂部的支座均為配備聚四氟乙烯滑板的特鋼支座。 . 這種類型的支座的使用也被記錄在其他類型的橋梁上。

  3.特殊功能鋼支撐

  曲橋要求支架能夠適應多向旋轉,設計角度高達6%。 為此,出現了球形鋼支架。 這種專用鋼支座采用高級鑲嵌鋼和熱處理合金鋼制成。 分析梁的移動和轉動由接觸面的局部移動完成,具有高精加工光潔度。 潤濕后嵌體的滑動含量小于0.5%。 為了保持使用,支架通常密封在油脂罐中。 滑動面也可以用不銹鋼鉚釘完成。 球面支座的主要優點是錨具轉動能力強,無方向性,支座上板角度可提前調整。

  在地震帶,需要對橋梁的支座進行特殊設計,以適應地震波的延伸。 一種方法是使用熔斷器,在強烈地震力的作用下,斷開連接,允許橋跨移動。 另一種方法是在支架上設置消能器,在地震時吸收動能,起到控制位移的作用。 天津石濟井路立交橋,除普通支座外,在三跨一接連續梁的閘墩上設置了允許剪力的鉸支座。 當發生強烈地震時,鉸鏈支座的鋼被設置。 銷釘被切斷,大梁浮動以減少地面跳躍力的大小。 展區支架設有防護裝置,可參考相關專著,此處不再贅述。

橋梁橡膠支座

  三, 橋梁橡膠支座

  橡膠支座是一種理想的橋梁支座,依靠橡膠層的壓縮或剪切來完成結構的轉動和位移。 1930年代在國外開發,1950年代在西歐、美國、日本等地廣泛使用,并制定了相關技術規范和標準,逐步實現定型生產。 優越的。 一是采用板式橡膠支架。 1975年試制了低溫區用板式橡膠支座,隨后研制并應用了滑板式橡膠支座和盆式橡膠支座。 我國建設的預應力混凝土連續梁橋廣泛使用橡膠支座。

  與鋼支座和鋼筋混凝土支座相比,橡膠支座具有非常顯著的優勢。 該橡膠支座結構簡單,便于工廠化生產,施工方便,免維護,更換方便。 同時,橡膠支座的剛度可以預先確定,可以長期耐用。 能適應平面內任意方向的變形,具有耐腐蝕減振、吸振、使用壽命長等特點。 另外,橡膠支座的建筑高度小,重量輕,節省鋼材,造價低。 據國內相關研究單位測算,板式橡膠支座和鑄鋼支座節約鋼材90-95%,節約成本60.80%。 與鑄鋼支座相比,盆式橡膠支座節約鋼材60%左右,成本節約70%左右。 橡膠支座與鋼支座在預應力錨固性能及應用范圍方面的比較。 在地震地區使用橡膠支座可以提高橋梁的抗震能力。

  1、板式橡膠支座外形為長方形,由幾層薄橡膠片和加筋鋼板組成。 我國使用的橡膠主要是丁腈橡膠,也有一些天然橡膠。 氮氣橡膠一般用于最高溫度不超過-25℃的地區,天然橡膠用于干燥溫度在300℃至40℃之間的地區。 每層橡膠板厚度為5mm,鋼板厚度為2mm,通常為冷軋或熱軋GTA3鋼。 因此,板式橡膠支座的厚度以7mm為模數。

  目前我國生產的板式橡膠支座平面尺寸有200×150mm、240×200m、500×300mm等規格,厚度14mm--56mm,最大尺寸可達1800×1600×500mm . 面大小由壓縮應力決定。 根據橡膠支座的要求,支座的總厚度不超過平面最小尺寸的30%。 由于水平位移的限制,板式橡膠支座多用于中小跨度橋梁。

  滑板式橡膠支座是一種聚四氟乙烯板,嵌在帶槽的板式橡膠支座上表面。 它與嵌入上部結構底面的不銹鋼板形成滑動面。 鍵板的滑動和橡膠的剪切變形滿足結構水平位移的需要,橡膠支撐的不均勻壓縮滿足結構轉動的要求。 這是有利的,支座位移大,能適應混凝土收縮徐變的變形,可用于中跨橋梁。

  2.盆式橋梁橡膠支座

  近十年來,隨著橋梁跨度和橋梁荷載的增加,以及結構懸索的發展,要求支座具有幾萬牛的承載能力和大位移**。 盆地支座于1950年代在國外最早開發,1962年在德意志聯邦共和國的一座橫跨萊茵河的公路橋上首次使用,我國于1977年在河北灤河的一座預應力混凝土連續梁橋上首次使用。 近十年的實踐證明,盆式橡膠支座除了具有板式橡膠支座的優點外,還具有承載能力高、適應性強等優點。 上部結構水平位移大,摩擦系數小,承重樓高度小,經濟效益顯著。 是大跨度橋梁較好的承重形式。 噸位已超過20000k N,千架斜拉橋上盆式橡膠支座的承載力更高。 根據結構的需要,盆狀塑料支架將會有更新的發展。

  盆式橋梁支座屬于混合型支座,結構的位移既有合成橡膠的轉動,又有機械運動的部分。 鍋型極性橡膠支架由上支撐板、不銹鋼滑板、聚四氮乙烯滑板、圓鋼盆、橡膠板、緊環、防水圈和下支撐板組成。 承載能力為19600k N的盆栽極座施工。圓形純橡膠板放置在千圓鋼盆中,由于極性橡膠四面受力,支座的承載能力得到提高。 當垂直載荷產生足夠的壓力時,盆中的橄欖膠會根據流體動力學的作用,將支撐件上的部件浮起,并在任意水平軸上旋轉。 水平運動主要由聚四氟乙烯和不銹鋼板滑動完成。