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橡胶支座

橡胶支座定义:
支座是指用以支承容器或设备的重量,并使其固定于一定位置的支承部件。还要承受操作时的振动与地震载荷。橡胶支座是橡胶和薄钢板紧密结合而成,用于支撑桥梁重量。
一、板式橡胶支座:
板式橡胶支座由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥梁支座产品。   
该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台;有良好的弹性以适应梁端的转动;有较大的剪切变形以满足上部构   
板式橡胶支座造的水平位移; 板式支座按形状划分:矩形板式、圆形、球冠圆板式、圆板坡形、等几种产品。
1、矩形(圆形)板式橡胶支座
(一)性能:本产品由多层橡胶片与薄钢板镶嵌、粘合在一定压力、一定温度和一定时间内硫化压制而成。有足够的竖向刚度以承压垂直荷载,能将梁板上部构造的反力可靠地传递给墩台,有良好的弹性,以适应梁端的转动;又有较大的剪切变形以满足上部梁体构造的水平位移(二)特点:本产品在桥梁建筑、水电工程、房屋抗震设施上已广泛应用,与原用的钢支座相比,有构造 简单,安装方便;节约钢材,价格低廉;养护简便,易于更换等优点,且本品建筑高度低,对桥梁设计与降低造价有益;有良好的隔震作用,可减少活载与地震力对建筑物的冲击作用。
2、聚四氟乙烯滑板式橡胶支座
(一)特点:本产品是于普通板式橡胶支座上粘接一层厚1.5-3mm的聚四氟乙烯板而成。除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因四氟乙烯与梁底不锈钢板间的低摩擦系数(μ≤0.06)可使桥梁上部构造的水平位移不受限制。
3、球冠圆板式支座:
(一)特点:本产品是经由圆形板式支座改进而来的。支座顶面采用纯橡胶球型表面,支座底部加设一圈R2.5 mm的半圆型圆环。它保留了圆板支座变形各向同性的优点,又可克服安装后易产生的偏压、脱空等现象,适用于一般小跨径桥梁,也适用于各种布置复杂的,纵坡较大的立交桥和高架桥。根据不同坡度可以调整球冠半径和支座整体厚度。
4、板式橡胶支座按材料的不同分类:
a、氯丁橡胶: 适用温度+60℃∽-25℃   
b、天然橡胶: 适用温度+60℃∽-40℃   
c、三元乙丙橡胶: 适用温度+60℃∽-45℃   
5、板式橡胶支座选用、安装和养护   
一、选用   
1、查看板式橡胶支座的安装施工图纸,主要注意板式橡胶支座的规格型号、高度、承载力等主要技术参数。四氟滑板橡胶支座还要注意预埋钢板的尺寸和安装位置及方向;   
2、选用板式橡胶支座时,支座的最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%;   
3、 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或坡形的橡胶支座;   
4、当桥梁纵坡坡度不大于1%时,板式橡胶支座可直接设置于墩台上,但应考虑纵坡影响所需要的厚度。当纵坡坡度大于1%时,应采用预埋钢板(加楔形钢板)、混凝土垫块(带坡度的垫石)或其他措施将梁底调平,保证支座平置。板式橡胶支座应按JTG D62的有关规定验算并在验算满足规定要求后方可使用。   
5、GJZF4、GYZF4型四氟滑板橡胶支座应水平安装。并应设置上下钢板,四氟滑板与不锈钢板间应该涂放5201-2硅脂润滑油,安装后一定要设置防尘罩;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。   
二、安装   
1、安装准备   
1.1 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,且应考虑便于支座的更换。   
1.2 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级不应低于C30。   
1.3 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,同一片梁两端支承垫石及同一桥墩、台上支承垫石应处于同一设计标高平面内,其相对高差不应超过±1.5 mm,同一支承垫石高差应小于0.5 mm。   
2、 支座安装   
2.1 支座进场后,应检查支座上是否有制造商的商标或永久性标记。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中心线,以保证支座准确就位。   
2.2 支座安装时,应防止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。   
2. 3 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中心线在同一支承点并排安装;在同一根梁(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。   
2. 4 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、支座中心线位置)、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,一经发现,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。
2.5 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。   
2.6 矩形支座安装时以短边尺寸顺桥向放置。   
三、养护   
1 、 板式橡胶支座应定期进行养护和维修检查,一旦发现问题,应及时进行修补或更换。   
2、 板式橡胶支座及四氟滑板橡胶支座应检查如下内容:   
a) 支座是否出现滑移及脱空现象;   
b) 支座的剪切位移是否过大(剪切角应不大于35°);   
c) 支座是否产生过大的压缩变形;(最大压缩变形量不得超过0.07te, te为支座的橡胶层总厚度)   
d) 支座橡胶保护层是否出现开裂、 变硬等老化现象,并记录裂缝位置、开裂宽度及长度;   
e) 支座各层加劲钢板之间的橡胶板外凸是否均匀和正常;   
f) 对四氟滑板橡胶支座,应检查支座上面一层聚四氟乙烯滑板是否完好,有无剥离现象,支座是否滑出了支座顶面的不锈钢板,5201-2硅脂是否涂放并且注满四氟滑板橡胶支座的储油坑。   
3、 支座各部应保持完整、清洁。及时清除支座周围的垃圾杂物,冬季清除积雪和冰块,保证支座正常工作。同时应经常清扫污水,排除墩台、台帽积水,要防止橡胶支座接触油脂,对梁底及墩、台帽上的残存机油等应进行清洗。防止因橡胶老化、变质失去作用。   
2.4.4 梁支点承压不均匀,支座出现脱空或过大压缩变形时应进行调整。  
2.4.5 板式橡胶支座发生过大剪切变形、老化、开裂等时应及时更换。 
2.4.6 对四氟滑板橡胶支座,若四氟滑板与不锈钢板接触面间发现进入泥沙或硅脂油干涸时要及时清扫,并注入新的硅脂油。
二、盆式橡胶支座
1、概述
盆式橡胶支座的结构原理是安置于密封钢盆中的橡胶块,在三向受力的情况下,而产生的反力,承受桥梁的垂直荷载,同时,利用橡胶的弹性,满足梁端的转动,通过焊接在上座板上的不锈钢板与聚四氟乙烯的自由滑移,完成桥梁上部构造的水平位移。本系列产品具有结构合理,承载能力大,变形小,水平位移量大,转动灵活,并有良好的缓冲性能,是建筑连续式桥梁的最佳支座, 盆式橡胶支座且具有重量轻,结构紧凑,构造简单,建筑高度低,加工制造方便,节省钢材,降低造价等优点,是适宜于大垮桥梁使用的较理想的支座。常用的有GPZ、GPZ(Ⅱ)、GPZ(KZ)三大类。 GPZ(II)系列支座目前承载力为31个级别,承载力0.8MN-60MN,能满足大型桥梁建造的需要。   GPZ(II)标准系列中,固定支座在各方向和单向活动支座非滑移方向的水平承载力均不小于支座坚向承载力的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最小取0.03.;加5201硅脂润滑后,耐寒型活动支座设计摩阻系数最小取0.06。
2、盆式橡胶支座分类
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。 盆式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。每一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。   
3、安装   
1、把锚柱安装在支座底板四角。   
2、浇注支座支墩,留出顶端一段高度,留出高度要比支座的锚柱大些;   
3、把支座吊到垫石上方,校正平面位置和高度;
4、浇注垫石混凝土;   
5、安装支座上部的4个锚柱;   
6、安装现浇梁模板,绑扎现浇梁钢筋;  
7、浇注梁体混凝土;   
8、拆除支座两侧的临时连接。   
三、QZ系列球型支座   
1、概述   
QZ系列球型支座是由上支座板、下支座板、球形板、聚四氟乙烯滑板(F4、球面四氟板)及橡胶挡圈组成的一种特殊盆式橡胶支座产品。它将盆式支座中的橡胶板改为球面四氟板因而得名,由于QZ球型支座中间钢板及底盆亦相应地改成球面,减小了摩擦系数。其位移由上支座板与平面四氟板之间的滑动来实现。在上支座板上设置导向槽或导向环来约束支座的单向或多向位移,可以制成球形单向活动支座和固定支座。通过球形板和球面四氟板之间的滑动来满足支座转角的需要。   
QZ球型支座以传力可靠,转动灵活的特点,不但具有GPZ盆式橡胶支座承载能大的特点,座位移大等特点,而且能更好地适应大转角的需要,与普通盆式支座相比具有下列优点:   
1、球形橡胶支座通过球面传力,不会出现力的缩颈现象,作用在混凝土上的反力比较均匀;   
2、球形支座通过球面聚四氟乙烯板的滑动来实现支座的转动过程,转动力矩小,而且转动力矩只与支座球面半径及聚四氟乙烯板的摩擦系数有关,与支座转角大小无关,特别适用于大转角的要求,设计转角可达0.05rad.   
3、QZ球型支座各向转动性能一致,适用于宽桥、曲线桥;   
4、这种支座产品不用橡胶承压,不存在橡胶老化对支座转动性能的影响,特别适用于低温地区。   
2、球型支座的分类   球形支座通过球面传力、不出现力的缩颈现象,作用在混凝土上的反力比较均匀; 球形支座通过球面聚四氟乙烯板的滑动来实现支座的转动过程,转动力矩小,而且转动力矩只与支座球面半径及聚四氟乙烯板的摩擦系数有关,与支座转角大小无关。因此特别适用于大转角的要求,设计转角可达0.05rad以上。支座各向转动性能一致,适用于宽桥、曲线桥等; 支座不用橡胶承压、不存在橡胶老化对支座转动性能的影响,特别适用于低温地区。   
3、安装细则   
1、用本系列支座时,桥梁梁体及桥墩、台支承部位混凝土标号不得低于300级。特殊情况须征得设计单位同意。   
2、支座与梁体及墩、台采用预埋螺栓连接,必要时也可采用预埋钢板焊接连接,但将支座与梁体及墩台预埋钢板焊接时,要防止支座钢体过热,以免烧坏硅脂及聚四氟乙烯板。   
3、支座安装标高应符合设计要求,要保证支座支承面的水平及平整,支座支承面四角高差不得大于2mm。   
4、支座进场后,应检查装箱清单,包括配件清单,支座产品合格证,支座安装养护细则等。   
5、支座安装时应注意如下事项:  
A、支座中心线应与主梁中心线 平行。   
B、活动支座上、下支座板顺桥方向的中心线应重合,其交角不得大于5  
C、支座安装时不得松动上、下支座连接板,以防止支座发生过大转角而倾覆。该连接板在梁体安装完成后予以拆除,以防约束梁体的正常转动。   
D、拆除上、下支座连接板后,应及时安装SX及DX活动支座的橡胶防尘罩。   
E、现浇混凝土梁在梁体注成整体后,在施工梁体预应力前拆除连接板。   
F、支座在安装围板前,应用棉丝将不锈钢滑动表面仔细擦净,以防止灰尘侵入聚四氟乙烯板表面。   
G、对支座钢件油漆碰掉部分,应补充油漆一道。   
6、支座使用期间应每年定期进行一次检查及养护,内容包括:   
A、检查支座锚栓有无剪断,支座橡胶密封圈有无龟裂、老化。   
B、检查支座相对位移值是否均匀,逐个记录支座位移值。   
C、清除支座附近的杂物及灰尘,并用棉丝仔细的擦净不锈钢表面的灰尘。   
D、松动锚栓螺母一次清洗上油,以免螺母锈死,然后紧固。   
E、校核并定点检查支座高度变化,以便校核支座内聚四氟乙烯板的摩耗的情况。当支座变化超过3mm时,应拆除橡胶密封圈,检查聚四氟乙烯板的状况。   
F、定期对支座钢件进行油漆防锈(不锈钢滑动面除外)。
橡胶支座布置
桥梁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)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一个固定支座;   
(5)当桥梁位于坡道上,固定支座一般应设在下坡方向的桥台上;   
(6)当桥梁位于平坡上,固定支座宜设在主要行车方向的前端桥台上;  
(7)固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方;   
(8)在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度;   
(9)连续梁可能发生支座沉陷时,应考虑制作高度调整的可能性。   
总之,桥梁支座的布置原则是既要便于传递支座反力,又要使支座能充分适应梁体的自由变形。

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