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板式橡胶支座是指用以支承容器或设备的重量,并使其固定于必定方位的支承部件,还要接受操作时的振荡与地震载荷。橡胶支座的安装主要和桥梁的结构方式有关。一般在安装板式橡胶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,橡胶支座应能一起适应桥梁顺桥向(X方向)和横桥向(Y方向)的变形; (2)橡胶支座需要能牢靠的传递笔直和水平反力; (3)橡胶支座应使因为梁体变形所发生的纵向位移,横向位移和纵,恒向转角应尽可能不受约束; (4)铁路桥梁一般需要在每联梁体上设置一个固定橡胶支座; (5)当桥梁坐落坡道上,固定橡胶支座一般应设在下坡方向的桥台上; (6)当桥梁坐落平坡上,固定橡胶支座宜设在主要行车方向的前端桥台上; (7)固定橡胶支座宜设置在具有较大橡胶支座反力的地方; (8)在同一桥墩上的几个橡胶支座应具有附近的转动刚度; (9)连续梁可能发生橡胶支座沉陷时,应考虑制造高度调整的可能性。
板式橡胶支座的工作原理是以橡胶的弹性压缩来实现梁的竖向转动,以橡胶块的剪切变形来保证梁的水平位移。因而板式橡胶支座没有固定支座和活动支座之分。由于其水平位移是靠橡胶的剪切变形来实现的,容许水平位移量较小,故适用于中小跨径的公路、城市桥梁和铁路桥梁。标准跨径20m以内的桥梁,一般可采用板式橡胶支座。板式橡胶支座又可分为矩形和圆形两种 ,圆板式板式橡胶支座主要用于圆形桥墩的桥梁。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来确定。板式橡胶支座应尽量水平安装,当必需倾斜安装时,纵坡应≤2%。 四氟橡胶滑板支座 四氟橡胶滑板支座是在板式橡胶支座的顶面粘贴一层平面尺寸与之相等的聚四氟乙烯板 ,在梁的底面设置一块不锈钢板与之做相对的滑移运动。这是利用了聚四氟乙烯和不锈钢之间相对运动时摩擦系数很小的特点 ,使之成为活动支座。它除了具有板式橡胶支座的优点外 ,还能满足水平位移量较大的要求。因而适用于较大跨度的简支梁和连续梁及桥面连续的桥梁。四氟橡胶滑板支座分为封闭性和简易型两种型式。对于城市桥梁及受紫外线辐射、空气污染与粉尘严重的地区,应采用封闭型,其余均可采用简易型。四氟橡胶滑板支座的型号、高度等应根据实际的位移及支座反力大小来确定。四氟橡胶滑板支座应尽量水平安装,当必需倾斜安装时,大纵坡应≤2%。
板式橡胶支座的寿命评估,支座老化问题(使用寿命)是工程界较为关心的一个技术问题。国内使用板式橡胶支座至今己有20年以上的历史,但对其使用寿命的认识还不足,也缺乏I一泛的系统的试验。国外对橡胶支座的耐久性说法也不一,美国工程师们认为氯丁橡胶支座寿命至少在50年以上,甚至100年也是可能的.英国权威Lindley则认为天然橡胶支座寿命在100年以上,但也未见到有充分的试验依据。因此关于板式橡胶支座的使用寿命的评估,还需要有长期的科学试验数据的积累。 20世纪80年代初上海橡胶制品研究所及上海市政工程设计院等单位,曾对支座用橡胶片及在公路上使用17年,铁路上使用10年的支座以及室内贮存了17年和10年的支座,进行了解剖试验,并和新支座的性能作对比,以期估算板式橡胶支座的使用寿命。可见板式橡胶支座的老化现象确实存在,特别是支座表层的橡胶更为明显,橡胶硬度增加了10-15度,但中间层橡胶变化较小,硬度变化仅增加5度左右,拉伸强度变化不明显,伸长率下降约20%.
梁式桥支座有矩形板式橡胶支座,圆形板式橡胶支座,矩形四氟板式橡胶支座,圆形四氟板式橡胶支座,其布置根据桥梁宽度而定。在窄桥中一般只要求沿行车方向自由伸缩移动,在宽桥中,因上部结构横向变形也较大,则要求按图1b的方式布置。 桥梁支座板式橡胶支座是桥梁的重要传力装置,设计中除考虑其应有足够的强度、刚度和自由的转动或移动性能外,还应注意便于维修和更换,施工中应重视座板下混凝土垫层的平整,并应根据气温确定其安放位置;在地震区应考虑抗震措施。桥梁支座的构造应符合上部结构的理论计算图式,如支承压力通过一个固定点传递时,支座应设计成只能容许结构端部转动而不能移动的固定支座;如支承压力通过一个固定点且作用在一定的方向传递时,则应设计成既能转动又能移动的活动支座。
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