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橡胶支座在公路桥梁中的应用
1 桥梁支座设计的依据
目前, 常用的橡胶支座种类繁多, 因桥梁强度、设计荷载等级、桥面连续情况、桥梁纵横向坡度、气候和地震条件、结构形式等因素的不同可采用不同形式, 设计者只有很好地了解橡胶支座准确的设计参数, 才能选取合适的支座, 才能既做到设计合理,同时又满足橡胶支座的设计功能要求。
桥梁支座的设计依据根据其功能确定。 首先必须详细计算支座的反力、位移和转角。 为了正确地选择桥梁支座的形式和种类, 需根据不同结构的桥梁计算出其反力、位移和转角。 桥梁结构除有竖向反力外, 还有纵向、横向水平力, 这些反力和水平力以及位移和转角将进行最不利组合, 以确定合理的支座设计和参数的选用。
支座设计必须考虑支座的振动周期和频率。 考虑支座的振动周期是为了满足桥梁的减振和抗震的性能要求。 支座的振动周期与桥型、跨度、宽度、材料性质、截面尺寸、支座布置和数量等因素有关。 抗震性能与地震和台风有直接关系, 其振动周期长, 频率低, 位移大。 按抗震设计时, 对支座通常采用增大阻尼来解决大位移问题;减振性能与车载量、车流密度、车速度、刹车力等有直接关系, 其振动周期短, 振动频率相对高, 减振设计时, 可直接采用橡胶隔层来解决小位移问题。 在支座设计中, 两种因素均应考虑, 一般以抗震性能控制设计。
2 橡胶支座形式的选用
2.1 板式橡胶支座
它是由多层橡胶片与薄钢板镶嵌, 经粘合、压制而成, 其功能是以橡胶的弹性压缩来实现竖向变位,以橡胶块的剪切变形来实现水平位移、转角和因温差而引起的变形, 并可吸收部分行车引起的振动。板式橡胶支座不存在固定支座和活动支座之分, 由于允许水平位移量较小, 这种形式的支座只适用于较小的跨径, 一般不超过 20 m。 板式橡胶支座有矩形的, 也有圆形的, 其荷载等级为 150～ 10 000 kN。支座安装时必须保持水平, 纵坡不能超过2%。
2.2 四氟乙烯板式滑动支座
它是在板式支座顶层粘贴一层平面尺寸与板式支座相同、厚度为 2～ 4 mm 的四氟乙烯薄膜, 同时在梁底面设置一层不锈钢板与其作相对移动。 利用不锈钢板和四氟乙烯板间摩擦系数很小的原理形成的滑动支座, 它除具有板式支座的功能外, 还能满足较大水平位移的要求。
四氟乙烯板式滑动支座安放时要求保持水平,如确有倾角时也不应超过 2%。 这种支座适用于较大跨径, 如简支转连续梁和多跨连续梁桥, 可做活动支座。 其荷载等级为 100～ 10 000 kN。
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