桥梁支座是桥梁上部结构与下部结构连接构件,起着承上启下的作用,用以承受桥梁上部荷载,能将上部构造的压力可靠地传递给墩台,同时适应梁体因温度、混凝土的收缩徐变及荷载作用下引起的自由变形和梁体转动。橡胶支座能很好地满足这一要求,且施工筒便,囚此得到广泛使用。
板式橡胶支座的工作原理、选用
1工作原理及选用
①板式橡胶支座有很好的弹性,既适应了梁体受压缩后的竖向转动,又保证了梁体剪切变形后的水平位移。橡胶支座变形又避免了梁端及墩台的刚性接触而产生的损坏,有良好的减震作用,减少活载对桥粱的冲击作用。
②板式橡胶支座又有较好的竖向刚度,保证了支座本身在外力作用下避免过大的变形,增强了支座的耐久性。
③板式橡胶支座结构简单,造价低廉。没有固定支座和活动支座之分所有的水平位移、纵向位移由各支座分担。板式橡胶支座应尽量水平安装,纵坡小于1%时,可直接安装;大于1%时,施工中必频采用相应的措施,使底座水平。
④橡胶支座的水平变形是靠支座本身的剪切变形来实现的,水平变形量较小,故适用于小跨径的公路桥梁,且上部构造结构较简易的桥梁。标准跨径20以内的桥梁,一般可采用板式橡胶支座
⑤支座的选用应与支座的zui大承载力、桥梁支点反力相吻合,板式橡胶支座的型号、高度等应根据实际的位移量及支座反力大小通过计算确定
橡胶以其自身的抗冲击性强、变形小、具有一定的承载力已在各个领域广泛应用在公路桥梁支座上如何发挥其效能,从上世纪的30年代起,法国首先将其应用于短跨度的桥梁支座中,效果良好。随后法、美、德、日等国通过对常用的几种桥梁支座,如简易垫层支座、弧形钢板支座、钢筋混凝土摆柱式支座等的研究,发现板式橡胶支座具有受力明确,结果简单,安装方便,养护简单,造价低等特点值得注视,至20世纪50年代后期被正式研究并总结经验,我国对板式橡胶支座的应用起于60年代,至今,在中小跨度的桥梁中已广泛使用。
目前国内外常用的桥梁橡胶支座有:板式橡胶支座和盆式橡胶支座,本文介绍板式橡腔支座的工作机理。
根据中华人民共和国交通部《r/4-93)标准,现常用的板式橡胶支座代号表示方法为
:橡胶分类:氯丁胶、天然胶、三元乙丙胶;
外型尺寸:矩型:宽x长x高(mm);圆形:直径x高(mm);
型式代号:F4表示四氟滑板支座;不加代号者为普通支座;
名称代号:CJZ表示公路桥梁矩形支座;CYZ表示公路桥梁圆形支座
板式橡胶支座的工作原理及构造特点
工作原理:桥梁支座的主要作用,是将桥梁结构上的恒载与活载反力传递到桥梁的墩台上去,同时保证支座所要求的位移与转动,以便使结构的实际受力情况与计算的理论图式相吻合。板式橡胶支座应设计成在垂直方向具有足够的刚度,从而保证在zui大竖向荷载作用下,支座产生较小的变形;在水平方向则应具有一定的柔性,以适应梁体由于制动力温度、混凝土的收缩徐变及荷载作用等引起的水平位移;同时,橡胶支座还应适应梁端的转动。板式橡胶支座可以设计成为一端固定,另一端为活动的支座,也可以设计成不分固定端与活动端的支座,固定支座一般厚度较薄,以满足支点竖向荷载及梁端自由转动的要求即可,水平位移主要由活动支座的橡胶剪切变形来完成,其橡胶层的厚度则取决于水平位移量的大小。两端如不分固定、活动的支座,则二者的厚度相同,水平变形由梁两端的支座同时完成,各承担其一半。
构造特点:板式橡胶支座通常由若干层橡胶片与钢板(加筋板)组合而成,各层橡胶与其上、下钢板经加压硫化牢固地粘结成为一体,为了防止加劲钢板的锈蚀,板式橡胶支座上、下面及四周都有橡胶保护,这种支座在竖向荷载作用下,嵌入橡胶片之间的钢板将限制橡胶的侧向变形,垂直变形则相应减少,从而大大地提高了支座的竖向刚度,此时支座的总变形将为各层橡胶片变形的总和,在水平力的作用下,加劲橡胶支座所产生的水平位移量取决于橡胶片的净厚。
板式橡胶支座的优点:板式橡胶支座与其它支座相比,具有显著的优点;①构造简单,易于制造,材料来源充沛,价格低廉,有利于大批量生产②建筑高度低,安装方便。③适用范围广,能适应宽桥、曲线桥、斜梁桥及各种立交桥等上部构造各向变形的需要。④支座磨耗小,且能分布水平力、吸收部分振动使增台受力缓和、纵向受弯较小。⑤养护工作量小,且移动更换方便(只用千斤顶将梁稍许顶升,去除弹性压缩后即可更换)。⑥使用年限较长(约30-50年)⑦用钢量省(占钢支座用钢量不到10%)②造价低(为钢支座的20~30%)