一、公路桥梁橡胶支座简介
公路桥梁支座是支撑桥跨结构,并将其荷载传给桥墩、桥台的构件,是桥梁上部结构和下部结构的重要连接部件,其功能是将静载和动载力、制动力和风力传送到桥墩和桥台。支座的结构必须能满足由交通、温度变化、地震、预应力、收缩徐变等产生的位移和扭转。由此可见,支座是桥梁中最重要的元件,其质量要求必须是高标准的。
1.固定支座,使上部结构能转动而不能水平移动的支座(或是指梁体伸缩、转动时,具有将梁体水平方向的伸缩固定在下部结构上,而对转动不产生约束的支座)。
2.活动支座,使上部结构能转动和水平移动的支座(或是指梁体伸缩、转动时,具有将梁体水平方向的伸缩能自由伸缩,而对转动不产生约束的支座)。
二、公路桥梁橡胶支座的主要作用和功能要求
1.必须能支撑从上部结构传递的恒载、活荷载等垂直荷载和地震和风等横向荷载,并安全可靠地传递给下部结构(墩、台)。
2.必须适应由活荷载和温度变化产生的上部结构水平位移和由饶度产生的支点转角变位。
3.为了提高在地震时整个桥梁的抗震性能,支座应具有减震和隔震性能,即在地震和风力(如台风)作用下,具有适应瞬时大变位的作用。
4.具有安装、维护和更换的方便性。
5.在车辆行驶作用下具有缓冲作用。
三、市场上公路桥梁橡胶支座的主要分类
1.板式橡胶公路桥梁支座
普通板式橡胶支座和四氟滑板式橡胶支座
(1)普通板式橡胶支座
桥梁板式橡胶支座由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成,它有足够的竖向刚度和弹性,能将桥跨结构上的全部荷载(包括恒载和活载)可靠的传递到墩台上,并同时承受由荷载作用引起的桥跨结构端部的水平位移、转角和变形,减轻和缓解桥墩承受的震动,适应因温度、湿度变化引起的桥跨结构胀缩、阻抗风力引起的桥跨结构平移运动等。普通板式橡胶支座适用于跨度小于30m 、位移量较小的桥梁。不同的平面形状适用于不同的桥跨结构;正交桥梁用矩形支座;曲线桥、斜交桥及圆柱礅桥用圆形支座。
(2)四氟板式橡胶支座
在普通板式橡胶支座表面粘复一层1.5mm-3mm的防御能力四氟乙烯板,就制作成防御能力四氟乙烯滑板式橡胶支座。它除了竖向刚度与弹性变形,能随垂直荷载及适应梁端转动外,因防御能力四氟乙烯板的低摩擦系数,可使梁端在四氟板表面自由滑动,水平位移不受限制;特别适宜中、小荷载,大位移量的桥梁使用。
四氟滑板式桥梁支座在我国公路桥梁中已得到普遍应用,尤其是在桥梁中采用桥面连续结构和连续梁以及其他需要较大位移量的各种桥梁结构中已得到广泛使用,同时也是桥梁采用顶推法施工时及大位移量模数式伸缩装置中一种理想的滑板式支座。四氟滑板式支座中使用的四氟板材是一种耐腐蚀的材料,它还具有良好的绝缘性能和相当优越的耐候性。
2.盆式公路桥梁支座
GPZ系列公路桥梁盆式橡胶支座、GPZ-II公路桥梁盆式橡胶支座、GPZ(KZ)系列抗震型公路桥梁盆式橡胶支座、QPZ系列盆式橡胶支座
(1)GPZ系列盆式橡胶支座
盆式橡胶支座的工作原理是利用半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的性质,来实现上部结构的转动;同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低摩擦系数来实现上部结构的水平位移。从实验的数据来看,橡胶处于三向约束状态时的抗压弹性模量为50000kg/cm2,比无侧向约束的抗压弹性模量增大近20倍,因而盆式支座承载能力大为提高,解决了板式橡胶支座承载能力的局限的问题。所以盆式橡胶支座是满足大的支承反力,大的水平位移,大的转角要求的新型产品。
(2)GPZ(II)系列盆式橡胶支座
GPZ-II公路桥梁盆式橡胶支座是按中华人民共和国交通部新近颁布的交通行业标准JT391-1999标准实施生产的。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、转动灵活等特点。
(3)GPZ(KZ)系列抗震盆式支座
GPZ(KZ)系列抗震型公路桥梁盆式支座是参照JT391-1999“公路桥梁橡胶支座”标准,依据交通部标准JTJ023“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”、铁道部部标TBJ2“铁路桥涵设计规范”设计而成,得到了较好的社会效益。
GPZ(KZ)系列抗震型盆式支座适用于8度(含)以下地震区的公路、铁路、市政和城市轻轨桥梁。
3.QZ系列球型支座
QZ系列球型公路桥梁支座
QZ球型支座是由上座板、下座板、凸形中间板及两块不同形状的聚四氟乙烯板组成。下座板中间为一凹形球面,同凸形中心板相对应,两者之间衬有一弧形四氟板,通过球面与之滑动来满足梁端的转动;上座板上的不锈钢板与中间板上的另一四氟板组成第二滑动面,完成梁体因温差诸因素产生的伸缩位移。
球型支座传力可靠,各项转动性能一致,不仅具备盆式橡胶支座承载能力大、水平位移大的特点;而且能适应大转角的需要,适用于宽桥、曲线桥。由于承压部件不使用橡胶件,不存在橡胶低温脆性等影响,因此特别适用于低温地区。