橋梁支座的性能及其應用

1、<p>　　橋梁支座的性能及其應用</p><p>　　【摘 要】:隨著我國科學技術(shù)的不斷進步，道路橋梁工程也逐步發(fā)展，橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分，作為連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與橋墩的傳力部件，其作用是將上部結(jié)構(gòu)的作用力和變形位移和轉(zhuǎn)角安全可靠地傳給橋墩，其重要性不可忽視。因此有必要對橋梁支座的性能進行分析。文章著重分析了鉛銷橡膠支座的力學性能，并探討不中斷交通更換橋梁支座技術(shù)的應用。 </p&

2、gt;<p>　　【關鍵詞】：橋梁支座；性能；應用 </p><p>　　中圖分類號：K928.78 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　在梁式橋中，支座設置在橋梁的上部結(jié)構(gòu)于墩臺之間，其作用是將橋跨結(jié)構(gòu)上的各種荷載傳遞到墩臺，同時保證橋跨結(jié)構(gòu)所要求的位移和轉(zhuǎn)動，使上、下部

3、結(jié)構(gòu)的實際受力情況與計算的理論圖式相符合，橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，關系重大，一旦出現(xiàn)病害，將影響到上下部結(jié)構(gòu)的使用壽命和交通安全，因此對橋梁支座的性能有所了解，并合理選用。 </p><p><b>　　一、橋梁支座選擇 </b></p><p><b>　　1、橋梁支座 </b></p><p>

4、　　支座是橋跨結(jié)構(gòu)的支承部分，其將橋跨結(jié)構(gòu)上的荷載通過支座傳遞給墩臺。支座的作用主要表現(xiàn)在以下三個方面：使反力明確地作用到墩臺的指定位置，并將集中反力擴散到一個足夠大的面積上，以保證墩臺工作的安全可靠；保證橋跨結(jié)構(gòu)在支點按計算圖式所規(guī)定的條件變形；保證橋跨結(jié)構(gòu)在墩臺上的位置充分固定，不致滑落。 </p><p>　　2、橋梁支座分類 </p><p>　　結(jié)構(gòu)型式：球型支座、盆式橡膠支座

5、、板式橡膠支座、鉸軸支座、轉(zhuǎn)體球鉸等。 </p><p>　　使用功能：普通支座、抗震支座、減隔震支座、拉壓支座、抗風支座等。 </p><p>　　使用環(huán)境：普通環(huán)境用支座、低溫用支座和耐蝕支座。 </p><p>　　3、橋梁支座的適用 </p><p>　　橋梁支座產(chǎn)品，主要應用于鐵路橋梁、公路橋梁、城市立交橋、高架橋等項目中，也可用于

6、大型建筑結(jié)構(gòu)中。在不同類型的橋梁中，設計院一般按照橋梁的結(jié)構(gòu)型式、橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力及變形大小、設置支座的位置及大小、橋梁上部行車的類型（火車或汽車）、橋梁所處地震區(qū)域、橋梁所處的環(huán)境情況來選取適當?shù)臉蛄褐ёa(chǎn)品。 </p><p>　?。?）、公路橋梁對于高速公路橋梁和一些小型公路橋梁，由于其跨徑小、上部結(jié)構(gòu)的反力及變形小，一般選用板式橡膠支座產(chǎn)品。對于跨公路、跨鐵路、跨江河、跨海的橋梁，由于其跨徑較大、上部結(jié)

7、構(gòu)的反力及變形大，一般選用盆式橡膠支座或球型支座產(chǎn)品。 </p><p>　?。?）、橋梁設計為保證其規(guī)范性，一般采用專圖形式進行設計，各設計院在設計中直接根據(jù)實際情況進行選圖設計。目前形成專圖的支座產(chǎn)品主要有鑄鋼支座（包括搖軸、輥軸和鉸軸支座）、盆式橡膠支座、柱面支座和球型支座等。球型支座由于其承載力高、傳力均勻、耐久性好等特點，多用于連續(xù)梁及有特殊要求的橋梁設計中，現(xiàn)也開始逐步取代盆式橡膠支座使用于簡支梁橋中

8、。 </p><p>　?。?）、其它特殊支座選用 </p><p>　　對于處于地震帶上的公路、鐵路橋梁，為減小地震災害，現(xiàn)多選用抗震支座或減隔震支座產(chǎn)品。對于上部結(jié)構(gòu)存在向上的反力的橋梁，一般選用拉壓支座。對于懸索橋、斜拉橋等存在漂浮結(jié)構(gòu)的橋梁，在梁體橫向一般需要選用抗風支座產(chǎn)品。對于沿海及跨海橋梁，為保證支座使用壽命，則多選用耐蝕支座產(chǎn)品（一般為耐蝕球型支座）。對于跨鐵路、高山跨峽谷

9、的橋梁，為了不干擾鐵路運行和減小施工難度，多選用轉(zhuǎn)體法施工，因此多選用轉(zhuǎn)體球鉸產(chǎn)品。對于在高緯度地區(qū)低溫環(huán)境，為保證鋼材應力，多選用低溫用支座（型號后加注“F”）。 </p><p>　　二、鉛銷橡膠支座的力學性能 </p><p>　　1、鉛銷橡膠支座的靜力特性 </p><p>　　橋梁是露天結(jié)構(gòu)物，采用的鉛銷橡膠支座在材料、功能上應能夠長期穩(wěn)定，因此鉛銷橡膠支

10、座應具有以下靜力特性。 </p><p>　?。?）、豎向承在能力 </p><p>　　鉛銷橡膠支座一般需要較大變位來充分發(fā)揮減震耗能作用，豎向承載能力應根據(jù)《標準》中普通板式橡膠支座豎向承載力的規(guī)定按照相同或更安全的原則從平面尺寸的系列規(guī)格中選取。 </p><p>　?。?）、平時水平荷載抵抗能力 </p><p>　　地震的隨機性、偶

11、然性和不確定性，使鉛銷橡膠支座的屈服荷載應由設計來確定，使其大于平時作用于上部結(jié)構(gòu)的風、制動力等水平力之和，地震發(fā)生時，保證其可以產(chǎn)生大的變位。 </p><p>　?。?）、徐變壓縮量 </p><p>　　在上部結(jié)構(gòu)恒載豎向力的持久作用下，鉛銷橡膠支座的橡膠隔離體會產(chǎn)生徐變變形而使上部結(jié)構(gòu)下沉造成路面不平。減震設計中，應使鉛銷橡膠支座在豎向荷載作用下的徐變量控制在合理范圍內(nèi)。 <

12、/p><p>　　2、鉛銷橡膠支座的動力特性 </p><p>　　鉛銷橡膠支座在地震發(fā)生時將受到地震力的往復作用，因此支座在地震產(chǎn)生的反復荷載作用下應具有以下動力特性： </p><p>　?。?）、合適的剛度和阻尼 </p><p>　　鉛銷橡膠支座的等價剛度和等價阻尼常數(shù)決定其最終的減震效果，鉛銷橡膠支座的等價剛度與阻尼常數(shù)的平均值與設計值

13、的差應在4-10％的范圍內(nèi)，確保橋梁上部結(jié)構(gòu)的加速度、變位等的變化幅度在使用中不會產(chǎn)生問題。 </p><p>　　（2）、承受大震作用的能力 </p><p>　　鉛銷橡膠支座在50次連續(xù)的正負反復荷載作用、剪切變位為有效設計變位的情況下，性能必須穩(wěn)定，支座不得損壞。 </p><p>　　（3）、正的切線剛度 </p><p>　　鉛銷橡

14、膠支座應具有正的切線剛度。即使在大的地震發(fā)生時，支座的響應進入了非線性區(qū)域而產(chǎn)生了大的變位也要求鉛銷橡膠支座具有正的切線剛度。 </p><p>　　三、不中斷交通更換橋梁支座技術(shù)的應用 </p><p><b>　　1、技術(shù)原理 </b></p><p>　　不中斷交通更換橋梁支座的頂升高度不宜超過5mm，一般采用一組相同型號的千斤頂并聯(lián)在一

15、起，用同一油泵供油，并在每臺千斤頂上設電磁控制閥，用電腦精確控制每臺千斤頂?shù)墓┯土浚瑢崿F(xiàn)同步頂升。因頂升高度較小，同時為了方面施工，多采用扁型千斤頂。 </p><p>　　為解決在頂升過程中出現(xiàn)千斤頂漏油現(xiàn)象而上部結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系受力不利的狀況，要求千斤頂具有自鎖功能，自鎖后由自鎖裝置替代活塞受力，避免梁體頂升不同步引起橫向聯(lián)系的損壞。 </p><p><b>　　2、技術(shù)要點

16、</b></p><p><b>　　（1）安裝千斤頂 </b></p><p>　　頂升前先計算出橋梁上部結(jié)構(gòu)的重量和重心位置，確定需要的千斤頂數(shù)量和噸位。為了安全起見，施工中千斤頂頂升力要大于上部衡載×1.1及活載×1.3之和的2倍以上。為使千斤頂合力中心與橋梁上部構(gòu)造合力中心重合，上部結(jié)構(gòu)受力又小，在放置千斤頂時應盡可能靠近支座安

17、裝，但要避免對支座更換造成影響。為使頂升時受力垂直向上，千斤頂?shù)酌嬉欢ㄒ?，并且使千斤頂上加墊的鋼板及橡膠板與橫隔梁緊密接觸。 </p><p>　　（2）千斤頂上下接觸面處理 </p><p>　　蓋梁上部或梁（板）底面得混凝土表面要采用角磨機進行打磨找平，并通過水平尺檢查平整度，對于梁（板）底面與蓋梁間間隙小，向上鑿除（或角磨機打磨）找平操作困難，且上部構(gòu)造梁（板）底面受力鋼筋布置較

18、密、保護層較薄，鑿除會損傷受力鋼筋的情況，可僅鑿除（或打磨）表面局部凸出的混凝土，然后用楔形鋼板調(diào)平。千斤頂活塞面積較小，為防止梁（板）因局部承壓過高而損壞，應通過加墊多層鋼板，增加有效承壓面積分散局部壓力，并進行局部承壓驗算。 </p><p>　?。?）上部結(jié)構(gòu)與蓋梁間連接的處理 </p><p>　　由于施工偏差或錯誤，梁（板）與蓋梁間可能存在不應有的連接，這些不應有連接的存在，一是

19、增加了頂起時的頂升力，二是頂升時損壞構(gòu)件，危及橋梁安全，在頂升前應仔細檢查，解除這些連接。 </p><p><b>　　（4）測量儀器 </b></p><p>　　梁（板）的頂升高度可用長標距游標卡尺或大量程百分表測量，每個千斤頂除至少布置一個測點。千斤頂頂升力與油壓成正比關系，測得了油壓，就可換算出千斤頂?shù)捻斏Γ蚋髑Ы镯斨g并聯(lián)，油管長度相等，液壓油的管道阻

20、力基本相同，分配到各千斤頂油缸的油壓也近相等，因此，可僅在油泵設一塊油表測量油壓。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　運輸業(yè)的發(fā)展和橋梁技術(shù)的提高對鐵路橋梁整體性能提出了更高要求，而影響橋梁整體質(zhì)量的一個關鍵因素便是橋梁支座。目前鐵路橋梁的使用壽命達不到到設計的使用壽命，橋梁的失效從橋梁支座的失效開始，因此加強橋梁支座的施工管理，從支