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科运桥梁橡胶支座

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安通良品分析桥梁板式橡胶支座的维修养护工作

2018-07-05 17:58:56 科运桥梁橡胶支座 阅读

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2015年洛阳板式橡胶支座常见的病害及原因分析 收缩利徐变及活载作用下梁体的水平位移。同时,橡胶洛阳板式橡胶支座的 厚度要能适应梁体转角的需要。为了既可承受较大的垂直荷载,又能满足洛阳板式橡胶支座水千位移量的要求,通常可用若千 层橡胶片(厚度分别为5、8、11、15mm等)和薄钢板(厚度分别为2、3、5mm等)为刚性加劲物组合而成(加劲物也可 用帆布、钢丝网或钢筋)。

将各层橡胶与钢板之间经涂胶粘剂加压硫化牢固地粘结成为一体。使板式洛阳板式橡胶支座在竖直荷 载作用下,嵌入橡胶片之间的钢板将约束橡胶的侧向膨胀,从而使垂直变形相应减少,可大大提高洛阳板式橡胶支座的竖向刚 度。 加强养护检查 要使桥梁洛阳板式橡胶支座能够安全、有效正常使用,就得加强洛阳板式橡胶支座的经常性检查及维修加固等工作 。

经常保持洛阳板式橡胶支座各部完整、清洁。宜每月检查清扫一次,彻底清除洛阳板式橡胶支座周围油污、垃圾,防止积水,积雪,保证 洛阳板式橡胶支座正常工作,防止橡胶洛阳板式橡胶支座因老化、变质失去梁体的自由伸缩作用;对钢辊轴洛阳板式橡胶支座的滚动面定期涂润滑油,在 涂装之前,把滚动面揩擦干净;经常保持滑动洛阳板式橡胶支座滑动面的净洁,要检查洛阳板式橡胶支座垫石混凝土有无破裂压碎、简易洛阳板式橡胶支座 (油毛毡垫层)是否破裂失效;对钢洛阳板式橡胶支座进行除锈防腐。除铰轴和滚动面外,其余部分均涂刷防锈油漆;及时拧紧 钢洛阳板式橡胶支座各部结合螺栓,使支承垫板平整、牢固;

应防止橡胶洛阳板式橡胶支座接触油污引起老化、变质;洛阳板式橡胶支座外部防尘罩,应 维护 完好,防止尘埃落入或雨、雪伸入洛阳板式橡胶支座内。 完善设计 在桥梁洛阳板式橡胶支座的设计上应该尽量多的设计盆式橡 胶洛阳板式橡胶支座或球型洛阳板式橡胶支座,尽量减少板式橡胶洛阳板式橡胶支座的设计。在交通部行业标准《公路桥梁盆式橡胶洛阳板式橡胶支座》 (JT391— 1999)中对盆式橡胶洛阳板式橡胶支座的规格系列规定最小为0.8MN,只有那些承载力小于800KN的地方设计板式橡胶洛阳板式橡胶支座,这 样就大大减少了板式橡胶洛阳板式橡胶支座的应用数量,也就相应减少了在板式洛阳板式橡胶支座应用中容易发生的质量事故的几率。

更多 的应用盆式橡胶洛阳板式橡胶支座或球型洛阳板式橡胶支座相对而言就可以大大延长洛阳板式橡胶支座的使用寿命,保证工程质量。就是从经济帐的角度 来分析,使用盆式洛阳板式橡胶支座初始投资要大些,但使用寿命至少是板式橡胶洛阳板式橡胶支座的2倍,如果把使用板式洛阳板式橡胶支座的造价和更 换洛阳板式橡胶支座的全部费用全部打进去的话,使用盆式橡胶洛阳板式橡胶支座也会比使用板式橡胶洛阳板式橡胶支座更合算一些。 参考文献 席超波.洛阳板式橡胶支座常见病害分析及双控整体顶升更 换洛阳板式橡胶支座方法.建筑结构,2003;(5): [2] 张晓听,吴 清东.王母互通立交桥起梁更换洛阳板式橡胶支座工程施 工.广东公路交通,2003;80 (4): (上接第118页)

再次,由于稀酸的腐蚀性,溢流堰供液管线上的阀门和泵故障较多,溢流堰入口酸压、流量等测量仪表也偏 差较大,给控制造成麻烦。 最后,最大的问题在于溢流堰的检修必须系统停车。溢流堰顶部连接法兰外衬聚四 氟乙烯防腐,聚四氟乙烯耐温较差,正常生产如果溢流堰循环系统故障,必须系统停车才能检修,影响整个系统 的生产。 3 壁外冷却工艺 从工程设计出发,论述了公路桥梁板式橡胶洛阳板式橡胶支座材料、形状、尺寸的选用及计算方 法,并结合实际工作经验, 对洛阳板式橡胶支座选型时易范的错误和一些经验数值进行了集中讲解和列举,还特别提出了洛阳板式橡胶支座 橡胶层总厚度和四氟滑板洛阳板式橡胶支座选型的计算方法,可供设计参考。

我们所说的壁外冷却是指在逆喷管外壁喷淋冷却 水,达到冷却的目的,壁外冷却可以利用净化水,也可以考虑利用工厂循环水冷却,考虑到循环水管网到逆喷管 顶部高度时水压不足,可以采用增设管道泵,将循环水送到逆喷管顶部,通过喷嘴均匀的喷洒在逆喷管外壁,在 逆喷管底部增设盛液槽,由于逆喷管的高度,可以利用位差将水导入循环水池。如果忽略壁内壁外的差别,30℃ 左右的水温相对55℃左右的酸温,在冷却效果上是有极大优势的,同时我们知道金属的导热性能也是优越的。具 体流程如图2。 壁外冷却工艺避免了溢流堰结构内壁冷却的不足,相比较之下具有以下几点优势: 首先, 简化逆喷管制作安装要求,逆喷管顶部保护法兰采用的内衬聚四氟乙烯也可以取消,不必加工复杂的溢流堰结构 ,也省去了清理检修工作;

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其次,可以取消循环酸贮槽,并以相对廉价的水泵代替酸泵,进一步降低投资成本 ; 再次,可以清楚地看到逆喷管壁液膜的均匀度,方便调节控制,冷却水系统检修过程可以用引消防水对逆喷 管进行冷却,而不会造成停车。 壁外冷却工艺还没有生产实践,但是我们可以肯定,只在高温烟气条件 下,逆喷管是安全的,因为在目前硫酸生产工艺上,动力波入口烟道上使用的316L材质的伸缩节,运行良好。需 要担忧的问题是:在没有液膜保护的情况下,逆喷管内壁直接接触高温烟气后,能否能承受喷溅的稀酸的腐蚀。 这也是壁外冷却工艺是否可行的关键。第 1 页 共 5 页 公路桥梁板式橡胶洛阳板式橡胶支座设计选型及计算 张忠效 郑秀 琦 (北京建达道桥咨询有限公司驻赣办,江西 南昌 330029) 摘要:从工程设计出发,论述了公路桥梁板式 橡胶洛阳板式橡胶支座材料、形状、尺寸的选用及计算方法,并结合实际工作经验, 对洛阳板式橡胶支座选型时易范的错误和一些经验数值 进行了集中讲解和列举,还特别提出了洛阳板式橡胶支座橡胶层总厚度和四氟滑板洛阳板式橡胶支座选型的计算方法,可供设计参考。 关 键词:公路桥梁;板式橡胶洛阳板式橡胶支座;选型;计算方法;实例分析 中图分类号:U443.36 文献标识码:A Specification Choice an the Computational Metho of Plate Type Elastomeric Pa Bearing for Highway Briges in esign ZHANG Zhong-hao,ZHENG Xiu-qi (Beijing jiana roa an brige consulting company’s Office in JiangXi,Nanchang 330029,China) Abstract: Embarking from the engineering esign, the article iscusses how to select the material, the shape, the size of the plate type elastomeric pa bearing an calculate them. It also introuces some mistakes easy to commite an some experience value of selecting the plate type elastomeric pa bearing from actual project. The article especially elaborates the computational metho of the thickness of latex's plate type elastomeric pa bearing an the choice of polytetrafluoroethylene slie plate type pa bearing. It is hope that it can provie some references for the brige esign. Key wors: Highway briges;Plate type elastomeric pa bearings;Specification choice;Computational metho;Analyze the typical example

桥梁洛阳板式橡胶支座的主要功能是将上部结构反力可靠地传递给墩台,并同时完成梁体结构受力所 需的变形(水平位移及转角)。与其它类型的桥梁洛阳板式橡胶支座相比较,橡胶洛阳板式橡胶支座具有构造简单、加工容易、用钢量少、造 价低、安装方便、吸震效果好、工作性能可靠等诸多优点。我国自上世纪60年代开始研发桥梁板式橡胶洛阳板式橡胶支座并大 力推广使用至今,取得良好的实用效果。 公路桥梁桥式橡胶洛阳板式橡胶支座按结构型式分为普通板式橡胶洛阳板式橡胶支座和四氟滑板 式橡胶洛阳板式橡胶支座(以下简称四氟滑板洛阳板式橡胶支座)。普通板式橡胶洛阳板式橡胶支座由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。四氟滑板 洛阳板式橡胶支座是于普通板式橡胶洛阳板式橡胶支座上按照洛阳板式橡胶支座尺寸大小粘结一层厚2-4mm的聚四氟乙烯板而成。其外观形状及结构见下图 : 普通板式橡胶洛阳板式橡胶支座(实物)四氟滑板式橡胶洛阳板式橡胶支座(实物) t 0a 0b t 1 t h t f t 0板式橡胶洛阳板式橡胶支座结构示意 目前,桥梁板式橡胶洛阳板式橡胶支座制作材料不同、规格多样、功能各异,给桥梁设计 者选型带来一定的难度。如果选型不当,将会带来诸多问题,如洛阳板式橡胶支座承载力不够或富余太多、洛阳板式橡胶支座太厚或太薄导 致变形量太大或不足、选材不当引起橡胶过早老化等。这些问题将直接导致各种桥梁病害的发生,使洛阳板式橡胶支座过早破 坏而不得不提前更换,其带来的高额维修费用和不良社会影响不言而喻。所以,从数以千计的规格型号中选择合 适的桥梁板式橡胶洛阳板式橡胶支座是设计洛阳板式橡胶支座的关键。 一、了解各种橡胶材料特性 常用的橡胶材料有:天然橡胶(NR)、 氯丁橡胶(CR)和三元乙丙橡胶。三种材料各有优缺点和适用范围。 天然橡胶:具有较高的拉伸强度、优异的弹 性、良好的耐磨耗性和耐低温性等多项优良性能,是综合性能较好的胶种。但它的耐老化性能,特别是耐臭氧老 化及抗紫外线老化性能较差。 氯丁橡胶:具有优良的耐天候老化和良好的耐臭氧老化性(抗臭氧老化性能比天然 橡胶高12倍以上),拉伸强度较高,弹性良好,抗腐蚀性良好,并且具有一定的耐油性。是国内外洛阳板式橡胶支座普 遍采用的主体材料,但其耐低第 2 页 共 5 页 温性能较差,这限制了其在北方寒冷地区的使用。 三元乙丙橡胶:是一种高分子材料,具有 优异的耐老化及耐高、低温性能,在-55℃下仍有屈挠性,在100℃下能长期工作。此外,其抗冲击性好,吸水性 小,耐酸碱化学腐蚀性好。主要缺点是与金属粘结性能较低,但这一缺点正在逐步得到改善。

结合上述三种橡 胶材料的主要优缺点,选用橡胶洛阳板式橡胶支座材料时,主要应考虑桥位所在地区的气温条件。一般来说,气温在-25~+60℃ 地区可选用氯丁橡胶洛阳板式橡胶支座,我国长江以南广大地区普遍适合这种情况;-40~+60℃地区可选用三元乙丙橡胶洛阳板式橡胶支座或 天然橡胶洛阳板式橡胶支座。此外,对于高纬度、高海拔地区,如当地紫外线辐射强烈或空气中臭氧含量较高时,应避免选用 天然橡胶洛阳板式橡胶支座。 选定洛阳板式橡胶支座外观形状 桥梁板式橡胶洛阳板式橡胶支座按形状可分为矩形板式橡胶洛阳板式橡胶支座、圆形板式橡胶支 座、球冠圆板式橡胶洛阳板式橡胶支座、坡形橡胶洛阳板式橡胶支座等。由于圆形橡胶洛阳板式橡胶支座机械性能在平面上的各向同性,更适用于弯、坡 、斜、宽桥梁及其它多向变位的桥梁;矩形橡胶洛阳板式橡胶支座长短边抗剪刚度的大小差别决定其更适用于以纵桥向变位为 主的单向变位桥梁,此时,应将洛阳板式橡胶支座短边顺桥向摆放,以尽量减小洛阳板式橡胶支座对桥梁纵向变位的约束,将梁体变位对墩 台产生的水平力减至最小。 球冠圆板橡胶洛阳板式橡胶支座是在圆形板式橡胶洛阳板式橡胶支座的基础上变化而成,其中间层橡胶和钢板 布置与圆形板式橡胶洛阳板式橡胶支座完全相同,

而在洛阳板式橡胶支座顶面用纯橡胶制成球形表面,球面中心橡胶最大厚度为4-13mm,球 面边缘15mm,以适应3%到5%纵横坡下,梁与洛阳板式橡胶支座接触面的中心趋于圆形板式橡胶洛阳板式橡胶支座的中心。梁端反力通过球 面表面橡胶逐渐扩散传至下面几层钢板和橡胶层。实际采用时,也可根据不同坡度需要调整球冠半径。由于其能 适应较大的桥梁坡度,不用专门设置梁靴,极大地方便了设计和施工,一度被认为是圆形板式橡胶洛阳板式橡胶支座的成功改 进,在各种布置复杂、纵横坡较大的立交桥及高架桥上多有采用。 球寇圆板式橡胶洛阳板式橡胶支座 聚四氟乙稀球寇圆板式橡胶洛阳板式橡胶支座坡形板式橡胶洛阳板式橡胶支座球寇 t 四氟滑板 △t 15 15 与 圆形板式洛阳板式橡胶支座到球冠圆板式橡胶洛阳板式橡胶支座的改进尝试一样,矩形板式橡胶洛阳板式橡胶支座也作了许多改进尝试,以期能适应各种 桥梁纵坡的情形,坡形板式橡胶洛阳板式橡胶支座就是在这种情形下产生的。

其斜坡的角度依据桥梁的纵横坡而制造,安装时 无须准备楔块或对梁底做相应处理,方便了桥梁的设计与施工。 但是,随着球冠及坡形洛阳板式橡胶支座越来越多地被采用 ,其在实用中暴露出来的缺陷也日益明显。新桥梁通用规范中明确指出,‘公路桥涵中不宜使用带球冠的板式橡 胶洛阳板式橡胶支座或坡形的板式橡胶洛阳板式橡胶支座’。所以,在设计中对这两种洛阳板式橡胶支座应慎用。《公路桥涵板式橡胶洛阳板式橡胶支座》中还规定, ‘洛阳板式橡胶支座的四氟滑板不得设置在洛阳板式橡胶支座底面,与四氟滑板接确的不锈钢板也不能设置在桥梁墩、台垫石上’,这也就 彻底否定了聚四氟乙稀球冠板式橡胶洛阳板式橡胶支座的设计理念。 三、合理安排各墩台橡胶洛阳板式橡胶支座厚度 对于多跨连续梁桥 ,为简化设计和施工,各墩台可选用相等厚度的洛阳板式橡胶支座。当一联中跨数较多时,上述作法并不可取。因为一联桥长 较长时,所选洛阳板式橡胶支座必然较厚。桥梁上部结构在承受汽车制动力时,洛阳板式橡胶支座越厚,则产生的纵桥向变形量也会越大, 这就使梁体的下滑变位趋势更加明显,尤其当桥梁纵坡较大时,加上汽车冲击震动的影响,梁体变位可能会超出 橡胶洛阳板式橡胶支座允许的变形量,造成洛阳板式橡胶支座被剪坏。如洛阳板式橡胶支座老化较严重,这种大的梁体变位还可能造成洛阳板式橡胶支座永久性塑性变 形,致使洛阳板式橡胶支座变形功能失效。大的梁体变位还会对桥梁伸缩缝产生更大的压力。

为避免上述情形发生,可在一 联中居中的若干桥跨内选用较薄的橡胶洛阳板式橡胶支座,形成洛阳板式橡胶支座不等厚设计。这样虽然会增加设计和施工的麻烦,但中跨 薄洛阳板式橡胶支座相对起到了固定 洛阳板式橡胶支座的作用,能有效地减少梁体下滑变位作用。对于高 墩或大纵坡的梁式桥,最好能有 2~3个墩与梁固结,以 避免连续梁体下滑(实桥观测表明,上述情形下不采取 切实措施,梁体下滑不可避免)。 当然,在特殊情形下,还可以利用上述分析,有意 加厚或减薄某些墩、台上橡胶洛阳板式橡胶支座的厚度,以控制墩、 台水 平力分配。 实例分析:有座特大桥的引桥,上部结构为4-30 1.6% 4×30米 3#墩4#墩5#墩6#墩7#台 120米 150 120120150150150150150270150150 引桥部分主桥部分引道 14.3 10.1 11.9 12.1 10.4 第 3 页 共 5 页 米先简支后连续预应力钢筋砼小箱梁,采用薄壁墩,肋台,钻孔灌注桩基础,引桥自成一联, 桥型图如图所示。汽车荷载采用公路I级,按最大升温25°,最大降温+砼收缩及徐变合计40°计算温度力。一车 道制动力Fk=165kn。采用弹性基础-m法求得墩台及基础的抗弯刚度后,按墩台与洛阳板式橡胶支座组合刚度进行水平力分配,结果如下表所示: 墩台 号 3# 4# 5# 6# 7# 洛阳板式橡胶支座型号 (每墩台单排16个) GYZF4φ250 ×65 GYZφ375× 66 GYZφ375× 55 GYZφ375× 66 GYZF4φ250 ×65 全部洛阳板式橡胶支座刚度 (kn/m) 20944 40011 47124 40011 20944 墩台抗推刚度 (kn/m) 144651 19138 14645 14874 3000000 洛阳板式橡胶支座与墩台组合抗推 刚度(kn/m) 18295 12946 11173 10843 20799 最大洛阳板式橡胶支座摩阻力 (kn) 263.8 2576.9 2133.9 2576.9 263.8 升温度力 (kn) 279.8 100.9 3.3 -78.1 -305.9 降温度力 (kn) 447.7 161.4 5.3 -125.0 -489.4 二车道制动力 0.0 ±12 ±105.5 ±10 0.0 需要说明的是,

由于3#墩和7#台承受的温度力大于最大洛阳板式橡胶支座摩阻力,四氟滑板洛阳板式橡胶支座将发生滑动,故汽车制动力将进行重分配,造 成制动力全部由4、5、6#墩承担,3#墩和7#台分配到的制动力均为0。 从计算结果可以看出,作为中间墩的5#墩 ,承受的温度力几为0,如减薄5#墩上的洛阳板式橡胶支座厚度,可增大其组合刚度,从而分配到更多的制动力,为其它墩减负 ,使得各墩承担的水平力更加均衡。故在任何桥长情况下,采用各墩台洛阳板式橡胶支座不等厚设计均是经济、合理的作法。 四、橡胶洛阳板式橡胶支座计算中应注意的若干问题其实际最大洛阳板式橡胶支座变形也必将大大小于4#和6#墩, 1.洛阳板式橡胶支座有效承压面积Ae 计算洛阳板式橡胶支座压应力时,应采用洛阳板式橡胶支座有效承压面积(即承压加劲钢板面积)。同样,计算洛阳板式橡胶支座形状系数时,亦应采用 加劲钢板尺寸进行计算。老桥规是以洛阳板式橡胶支座外观尺寸代入计算的,应注意调整我们的计算习惯。

剪变模量Ge 常温下橡胶洛阳板式橡胶支座的剪变模量Ge=1.0MPa。实际设计时,Ge值应注意按桥位所在地区气温条件进行调整。当累年最冷 月平均温度的平均值为0~-10℃时,Ge值应增大20%;当低于-10℃时,Ge值应增大50%;当低于-25℃时,Ge值采用 2.0MPa。 3.洛阳板式橡胶支座橡胶层总厚度te 进行橡胶洛阳板式橡胶支座厚度计算时,容易将te误认为是洛阳板式橡胶支座的总厚度t,实际上te应 为洛阳板式橡胶支座橡胶层总厚度,即te=t-nt0。其中n为洛阳板式橡胶支座中加劲钢板的层数;t0为每层加劲钢板的厚度。 在一些洛阳板式橡胶支座参 考资料(特别是一些老的参考资料)中,并没有直接列出每种规格洛阳板式橡胶支座的te值,设计选型时多有不便。这时就需 要根据洛阳板式橡胶支座形状系数S(资料中均会给出)的计算公式 矩形洛阳板式橡胶支座:S= )(2001 00l ltllb a b a  圆形 洛阳板式橡胶支座:S=t104 la 0__矩形洛阳板式橡胶支座加劲钢板短边尺寸 lb 0__矩形洛阳板式橡胶支座加劲钢板长边尺寸 0 __圆形洛阳板式橡胶支座加劲钢 板直径 t1__洛阳板式橡胶支座中间单层橡胶片厚度,常用的t1值有5、8、11和15mm四种。 反算出t1。再根据公式 t = tf + te + nt0 = tf + 2th + (n-1)t1 + nt0 tf __四氟滑板厚度,lb0或0≤500mm时,tf=2mm,否则tf=3mm th__ 上、下保护胶层厚度,一般为2.5mm t0 __每层加劲钢板的厚度,lb0或0≤500mm时,t0=2mm,否则t0≥2.5mm, 一般为3mm 试算出n及te (n≥2层,各型号洛阳板式橡胶支座tf、th及t0值可能会与以上列出的常用值有出入,

所以需试算)。 第 4 页 共 5 页 4.形状系数S取值 在实际选型时会发现,同种平面尺寸的橡胶洛阳板式橡胶支座一般会有几种洛阳板式橡胶支座形状系 数可供选择。这是因为同种平面尺寸洛阳板式橡胶支座一般会采用几种不同的中间单层橡胶片厚度t1来生产,实际上这是不同 型号的洛阳板式橡胶支座,其加劲钢板的层数往往会相差1~3层。S值小则t1相对较厚,其允许转角正切值相应较大,比较适合 大跨径桥梁或梁端挠曲变形较大的情形,设计时可根据实际情况选用。 还有,新桥规规定洛阳板式橡胶支座形状系数应在5≤ S≤12范围内取用,这就使得一些按老的《公路桥涵板式橡胶洛阳板式橡胶支座》规范制造的橡胶洛阳板式橡胶支座S值可能会超出这一范围 。

选用时应注意核实,避免选用到不合要求的洛阳板式橡胶支座型号,造成日后变更设计。及时更新手头的橡胶洛阳板式橡胶支座参考资料 能有效避免上述情形发生。 5.四氟滑板洛阳板式橡胶支座尺寸及厚度计算 桥规中仅对四氟滑板洛阳板式橡胶支座的摩擦力提出了要求, 并未直接说明该如何确定四氟滑板洛阳板式橡胶支座的平面尺寸和橡胶层厚度。很多时候,设计人员会将四氟滑板洛阳板式橡胶支座的平面 尺寸和厚度取得与相邻墩的普通板式橡胶洛阳板式橡胶支座等厚或干脆偏大取值,这都是不严谨的做法。实际上,通过逐一分 析普通板式橡胶洛阳板式橡胶支座的计算公式,就能发现除摩擦力要求外,四氟滑板洛阳板式橡胶支座还需要验算以下项目:

①洛阳板式橡胶支座有效 承压面积计算公式 Ae = c ckR Rck__洛阳板式橡胶支座压力标准值,汽车荷载应计入冲击系数  c __洛阳板式橡胶支座使用阶段平均压应力限值,取 10.0MPa 该式对四氟滑板洛阳板式橡胶支座同样适用,可用于确定四氟滑板洛阳板式橡胶支座的平面尺寸。 ②竖向平均压缩变形条件 E AtRE At Rb e ecke e eckm c  , tl emca 07.02 ,0

 m c,__洛阳板式橡胶支座竖向平均压缩变形 __上部结构挠曲在洛阳板式橡胶支座顶面引起的倾角, 以及洛阳板式橡胶支座直接设置于不大于1%纵坡的梁底面下,在洛阳板式橡胶支座顶面 引起的纵坡坡角(ra)。实测资料显示,tan值对于 混凝土桥≥1/300;钢桥≥1/500。实际值应根据梁的挠度进行 计算。 Ee__洛阳板式橡胶支座抗压弹性模量,Ee=5.4GeS2。 Eb__橡胶弹性体体积模量,Eb=2000MPa。 该式可用于确定滑板洛阳板式橡胶支座的橡胶层总厚度te。 除此以外,“从满足剪 切变形考虑,应符合的条件”不符合四氟滑板洛阳板式橡胶支座的变形原理,故无需验算。“从保证受压稳定考虑,应符合的 条件”和“加劲钢板厚度要求”也无需验算,因为所有合格出厂的橡胶洛阳板式橡胶支座都能满足这两个条件(当然板式橡胶支 座也无需验算这两条)。

橡胶洛阳板式橡胶支座承载力取值 选用板式橡胶洛阳板式橡胶支座时,洛阳板式橡胶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%左右。所选洛阳板式橡胶支座承载力太小固然不行,但承载力过大也不可取。洛阳板式橡胶支座承载力越 大,其平面面积也越大,相应的剪切变形强度也越大。就是说,同一座桥梁,采用的橡胶洛阳板式橡胶支座越大,上部结构变 形对下部结构产生的水平力也越大,这对下部结构是不利的。当橡胶洛阳板式橡胶支座足够大时,洛阳板式橡胶支座与梁体间或洛阳板式橡胶支座与垫石 间还会出现滑移现象,导致抗滑稳定性破坏。 洛阳板式橡胶支座承载力非但不宜取大,还应略小为好,即应控制在计算需要 的承载力的-10%的范围内。原因有三:①厂家给出的洛阳板式橡胶支座承压力有富余;②设计荷载出现的机率总是很小,大量 时间洛阳板式橡胶支座的承压力大有富余;③实际中几乎没有被“压坏”的橡胶洛阳板式橡胶支座。 对于顺梁底纵坡直接倾斜安装的洛阳板式橡胶支座 ,为满足桥规相关验算要求,洛阳板式橡胶支座压应力在限值范围内宜取高,同样平面承压面积下短边宜取小,洛阳板式橡胶支座厚度在限 值范围内宜取大。横向倾斜安装的洛阳板式橡胶支座可不考虑其影响。

洛阳板式橡胶支座是桥梁上下部结构的连接点,洛阳板式橡胶支座作为洛阳板式橡胶支座中的一种,具有构造 简单、节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便等一系列优点(见图)。近20年来在我国得以广泛应用,其需 要量也在不断地增加。尤其在简支转连续梁桥上应用更为广泛。实践证明,橡胶洛阳板式橡胶支座具有显著的隔震和减震效果 ,在刹车力作用下有明显的适应剪切变形的能力。

但是由于目前没有一个行业公认的、严格的检验标准,造成很 多橡胶洛阳板式橡胶支座质量存在隐患,虽然早期没有发现,但随着时间推移会慢慢出现,例如在京沪高速的齐河大桥上使用 的是交通部最早确定的桥梁洛阳板式橡胶支座定点生产厂家生产的矩形板式橡胶洛阳板式橡胶支座,当通车9年就发现一部分洛阳板式橡胶支座出现侧裂, 并对洛阳板式橡胶支座进行了全部更换。

因此,鉴于橡胶洛阳板式橡胶支座对桥梁结构安全性和耐久性影响巨大,必须引起高度重视。洛阳板式橡胶洛阳板式橡胶支座产品分类、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 一2004的要求. 3. 2 洛阳板式橡胶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 ( IRH )时,其常温下剪变模量G = 1.OMpa 。剪变模量随温度下降而递增, 当累年最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 。

全国气温分区图见JTG 60 一2004附录B。 3.3洛阳板式橡胶支座橡胶弹性体体积模量Eb= 2000 MPa。洛阳板式橡胶支座与混 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。 3.4 橡胶洛阳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,tan α不大于0 .7. 3.5 橡胶洛阳板式橡胶支座的计算和验算均应满足JTG 62 一2004的要求。桥梁洛阳板式橡胶支座是桥梁结构的 重要组成部分,目前由于对桥梁洛阳板式橡胶支座养护不及时、不彻底,养护技术低,导致桥梁洛阳板式橡胶支座在使用过程中出现各种病害 ,洛阳板式橡胶支座失效及梁体滑移现象屡有发生,鉴于此,对桥梁橡胶洛阳板式橡胶支座常见的病害及原因进行了分析。 关键词:桥 梁洛阳板式橡胶支座;病害;对策

公路桥梁洛阳板式橡胶支座及常见的病害与原因分析 1.1 橡胶洛阳板式橡胶支座的变形 洛阳板式橡胶支座在使用状态下,在受力作用下,应当 有适当的剪切变形,但是当变形过大就会影响到洛阳板式橡胶支座的质量和寿命。市场上有些厂家的产品,初始变形就过大, 在铺设开始时就发现很多裂纹,主要是产品中掺入了再生胶,随着时间推移,大部分病害严重,到了必须更换的 程度。究其愿意主要有以下几点:钢板位置不够准确,造成有的边保护层减小,裂纹比较严重;由于同一梁体有 的洛阳板式橡胶支座完全脱空导致个别洛阳板式橡胶支座受力过大而引起初始变形过大;

洛阳板式橡胶支座安装时也会引起洛阳板式橡胶支座初始变形过大;桥梁纵坡 设计过大导致纵向剪切变形过大;安装温度过高、过低,随环境温度变化、混凝土胀缩、徐变和汽车制动力的作 用引起过大剪切变形。 1.2 施工、养护管理不善 正是由于板式洛阳板式橡胶支座安装方便的原因,很多施工队伍不是严格按 照规范的要求去认真的施工,甚至有些施工队伍本身就不是专业队伍,而是有许多临时招来的民工进行施工,这 样就造成了板式洛阳板式橡胶支座安装中出现的大量问题,在规范和标准中严禁出现的问题也屡屡出现。比如洛阳板式橡胶支座压偏,脱空 ,滑板洛阳板式橡胶支座按反,将四氟滑板向下安装。还有落梁不能保持水平,洛阳板式橡胶支座的初始剪力很大,甚至使洛阳板式橡胶支座受到破坏。 安装施工中的问题往往又和产品质量联系在一起,生产厂家有说不出的苦衷。

洛阳标准系列规格GJZ,GJZF4,GYZ,GYZF支座的设计参数表,洛阳普通板式橡胶支座适用于跨度小于0m位移量较小的桥梁。不同的平面形适用于不同的桥跨结构: 正交桥梁用矩支座;曲线桥斜交桥及圆柱墩桥用圆形支座。 四氟板式橡胶支座适用于大跨度多跨连续简支梁连 续板等结构的大位移量桥梁。它还可用作连续梁顶推及T型梁横移中的滑块。矩形圆形四氟板式橡胶支座的应用分 别与矩形圆形普通板式橡胶支座想同。 选用GJZF规格系列支座组装图洛阳多向GYZF规格系列支座和单向GYZF规格系列支座组装图 洛阳橡胶支座处于桥梁上下部构造接点的重要位置,它的可靠程度直接影响桥梁结构的安全度和耐久性。因此除了确 何洛阳橡胶支座的设计选型合理,及加工质量符合核技术标准外正确的施工与安装是橡胶支座应用成功与否的关键所 在。洛阳支承垫石的设置为了保证工程安装质量以及安装调整和更换支座的方便,不管是采用现浇梁法还是预 制梁法施工,不管是采用什么规格型式的支座,都必须在墩台顶设置支撑垫石。

支承垫石的平面尺寸大小应能承受上部结构荷载为宜,一般长度与宽度应比橡胶支座大10CM左右。垫石的高度 要大于6CM,使梁底与桥墩顶有足够的空间高度,以便安置千斤顶,更换支座。 支承垫石内应布置钢筋网,竖 向钢筋与墩台内钢筋焊接在一起。浇筑垫石用的水泥标号应高于00号,支撑垫石要求表面平整但不光滑。 各 支承垫石顶面标高应符合设计要求。

特别是一片梁安装两个或四个支座时,各支承垫石平面要一致,以免发生偏 压,初始剪切和受力不均匀而变形。 普通板式橡胶支座的安装 现浇梁安装橡胶支座比较方便。施工程序如下 保持墩台垫石顶面清洁。如果支承垫石标高差距过大,可以用水泥砂浆进行调整。 在支承垫石上按设计图标出 中心,安装时GJZ,GJZF4,GYZ,GYZF橡胶支座的中心与支承垫石中心线要吻合,以确保橡胶支座就位准确。 当同一片梁需两个或四个橡胶支座时,为方便找平,可以在支承垫石和支座之间铺一层水泥砂浆,让支座在桥梁体的压力下自动找平。 在浇注 梁体前,在支座上放置一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 一部分进行浇注,按以上方法进行,可以使GJZ,GJZF4,GYZ,GYZF橡胶支座与梁底钢板及垫石顶面全部密贴。

洛阳板式橡胶支座设计、布置不合理 支 座的设计、选型及合理布置应充分地考虑到桥梁结构形式或规模,应充分地注意到主梁平、纵、横端面的形状, 洛阳板式橡胶支座作用反力、移动和转动的方向,以及固定和可滑动洛阳板式橡胶支座位置的确定。如果洛阳板式橡胶支座在设计、选型及布置上不合理 ,那么 将会使洛阳板式橡胶支座受力不合理,导致洛阳橡胶支座产生永久变形,压溃、失效的现象。

提高桥梁橡胶洛阳板式橡胶支座质量的措施 2.1 增强刚度 公路板式橡胶洛阳板式橡胶支座应具有足够的刚度,从而保证在最大竖向荷载作用下洛阳板式橡胶支座产生较小的压缩变形 ,一般要求洛阳板式橡胶支座的最大压缩变形不得超过橡胶厚度的15%。橡胶洛阳板式橡胶支座在水平方向则应具有—定柔性,以适应车辆 制动力、温度、混凝土

实例分析:对于前述特大桥的引桥,仅改变其4-6#墩 上的洛阳板式橡胶支座大小(不考虑其实际中的合理性),该变化对墩台水平力的影响列表如下: 第 5 页 共 5 页 墩台号 3# 4# 5# 6# 7# 洛阳板式橡胶支座承载力减小12.9 % 洛阳板式橡胶支座型号 (每墩台单排16个) GYZF4φ250 ×65 GYZφ350× 66 GYZφ350×55 GYZφ350×66 GYZF4φ250 ×65 全部洛阳板式橡胶支座刚度 (kn/m) 20944 34854 41050 34854 20944 墩台抗推刚度 (kn/m) 144651 19138 14645 14874 3000000 洛阳板式橡胶支座与墩台组合抗推刚度(kn/m) 18295 12354 10794 10425 20799 升温度力 (kn) 280.2 96.6 3.4 -74.9 -305.4 降温度力 (kn) 448.4 154.5 5.5 -119.8 -488.6 二车道制动力 0.0 ±121.4 ±106.1 ±102.5 0.0 洛阳板式橡胶支座承载 力增大13.8 % 洛阳板式橡胶支座型号 (每墩台单排16个) GYZF4φ250 ×65 GYZφ400×66 GYZφ400×55 GYZφ400×66 GYZF4φ250 ×65 全部洛阳板式橡胶支座刚度 (kn/m) 20944 45523 53617 45523 20944 墩台抗推刚度 (kn/m) 144651 19138 14645 14874 3000000 洛阳板式橡胶支座与墩台组合抗推刚度(kn/m) 18295 13473 11503 11211 20799 升温 度力 (kn) 279.4 104.7 3.1 -81.0 -306.3 降温度力 (kn) 447.1 167.6 5.0 -129.6 -490.1 二车道 制动力 0.0 ±122.9 ±104.9 ±10 0.0 分析上表计算结果可知,全桥桥墩整体洛阳板式橡胶支座大小变化对 汽车制动的分配结果影响不大(最大1.2%),但对由温度变化产生的水平力的影响不可怱视。洛阳板式橡胶支座增大或减小,各 墩承受的温度力也随之增大或减小。按表中所示洛阳板式橡胶支座承载力增减幅度,对温度力的影响幅度约为8.3%。3#墩和7# 台的洛阳板式橡胶支座型号没有变化,故水平力分配值基本不变,仅受全联变温临界点的些许变动影响而稍有变化。 所以, 合理确定洛阳板式橡胶支座承载力取值,不图省事凭经验保守取值,不仅能节约洛阳板式橡胶支座购置费用,还能减小墩台水平力,节约下 部结构建设成本,经济效益和社会效益较为可观。 7.对于桥面连续的简支结构体系,也应和整体结构连续的桥 梁一样,按全联进行结构变形量的计算及分配。不可认为其属简支结构体系而按单跨计算变形量,这将造成计算 结构变形量与实际严重不符。

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