多數(shù)橋梁在橋跨結(jié)構(gòu)與墩合之間須設(shè)置支座。橡膠支座由于具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)高度小、安裝方便和有利于抗震等一系列優(yōu)點(diǎn)而得到普遍的應(yīng)用。但一般的板式橡膠支座處于無側(cè)限受壓狀態(tài),其抗壓強(qiáng)度不高,加之其位移量取決于橡膠的容許剪切變形和支座高度,所以板式橡膠支座的承載力和位移值受到一定的限制。近年來出現(xiàn)的盆式橡膠支座,客服了板式橡膠支座的缺點(diǎn),其主要構(gòu)造特點(diǎn)有二:一是將橡膠塊放置于凹型的鋼盆內(nèi),使橡膠處于有側(cè)限受壓狀態(tài),大大提高了支座的承載力;其二是利用嵌放在金屬盆頂面的填充聚四氟乙烯飯與不銹鋼板相對(duì)摩擦系數(shù)小的特性,保證了活動(dòng)支座能滿足梁水平移動(dòng)的要求。所以盆式橡膠座一經(jīng)問世,就被廣泛地應(yīng)用于大、中型橋梁和城市高架橋中。
這里介紹公路和城市道路橋梁中使用的盆式橡膠支座的設(shè)計(jì)與施工。
一、盆式橡膠支座的設(shè)計(jì)
1、盆式橡膠支座類型的選擇
盆式橡膠支座包括固定支座和活動(dòng)支座兩大類?;顒?dòng)支座又區(qū)分為單向活動(dòng)支座和雙向活動(dòng)支座。一般來說,橋梁固定端選用固定支座,活動(dòng)端選用活動(dòng)支座。例如:簡(jiǎn)支梁橋應(yīng)在每跨的一端設(shè)置固定支座,另一端設(shè)置活動(dòng)支座;連續(xù)梁橋應(yīng)在每聯(lián)中的一個(gè)橋墩上設(shè)置固定支座,其余墩臺(tái)上均設(shè)置活動(dòng)支座。但若橋面較寬,固定端的兩個(gè)支座間距較大,橫橋向伸縮值不容忽視,固定端就不能使用固定支座,而是使用單向活動(dòng)支座,將其旋轉(zhuǎn)90度置于梁下,這樣既能保證縱橋向的固定作用,又能起到橫橋向的活動(dòng)作用。此外,為了減小墩臺(tái)的受力,對(duì)于簡(jiǎn)支梁橋,宜將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺(tái)上;對(duì)于連續(xù)梁橋,為使全梁的縱向變形分散在梁的兩端,宜將固定支座布置在靠中間的支點(diǎn)處。
雙向活動(dòng)支座能在水平面內(nèi)向任意方向移動(dòng)。因此,彎橋的活動(dòng)墩臺(tái)上應(yīng)選擇這種支座。至于單向活動(dòng)支座,可在直橋中使用。但應(yīng)注意,只有當(dāng)活動(dòng)墩上只有一個(gè)支座,或者支座橫向溫度伸縮量很小的情況下才宜采用。
2、盆式橡膠支座承載力的確定
承載力是盆式橡膠支座的重要指標(biāo)。在求得橋梁的恒載和活載支座反力之和后,便可確定所選用的盆式橡膠支座的容許承載力。確定支座容許承載力時(shí),一般應(yīng)使支座的反力不要超過容許承載力的5%。但需要注意的是,支座的容許承載力并不是選擇愈大愈好,這是因?yàn)椋喝菰S承載力大,支座尺寸也就較大,這樣會(huì)加大墩臺(tái)尺寸,不僅造成浪費(fèi),也不美觀。第二:更重要的是支座中四氟活板的摩擦系數(shù)與支座正壓力成反比,如果支座反力比支座容許承載力小得多,則摩擦系數(shù)會(huì)大大增加,導(dǎo)致墩臺(tái)和基礎(chǔ)所受的水平力大幅度增加,這極為不利。因此設(shè)計(jì)時(shí)不必?fù)?dān)心支座的儲(chǔ)備。
3、位移量的計(jì)算
為了增加行車的平順,現(xiàn)在大型橋梁中的伸縮縫間距都很大,這就需要有大位移量的支座。每個(gè)級(jí)別的活動(dòng)支座都有大、小兩種移量。因此,在設(shè)計(jì)盆式橡膠支座時(shí),需要計(jì)算活動(dòng)支座的縱橋向位移量。支座縱橋向的位移量應(yīng)包括溫度變化、混凝土徐變、混凝土干縮引起的位移和汽車制動(dòng)力引起的位移。支座橫橋向的位移一般均能滿足要求,不需驗(yàn)算。
二、盆式橡膠支座的施工
1、安裝前的準(zhǔn)備工作
盆式橡膠支座在安裝前應(yīng)檢查零部件是否齊備。對(duì)活動(dòng)支座應(yīng)用酒精或清洗相對(duì)活動(dòng)面,擦干后在四氟滑板凹槽內(nèi)涂滿295硅脂。
支承墊石頂面及梁底的支座安裝部位必須清潔平整。根據(jù)公路橋梁施工規(guī)范,支座的四角高差不得大于2mm。
2、支座安裝
對(duì)現(xiàn)澆主梁,應(yīng)將支座上、下底板臨時(shí)固定相對(duì)位置,整體吊裝,固定在設(shè)計(jì)位置上。對(duì)于預(yù)制吊裝主梁,則應(yīng)將支座上底座固定在大梁上,然后確定底盆在墩臺(tái)上的位置。對(duì)具有臨時(shí)支座的連續(xù)梁,則應(yīng)先固定下座板,待主梁施工完畢,且校正位置后,拆除臨時(shí)支座,讓梁落在支座上。臨時(shí)支座若系硫磺砂漿,在拆除臨時(shí)支座時(shí),必須在支座與臨時(shí)支座之間采取隔熱措施,以免損壞四氟滑板。支座安裝時(shí),其順橋向中心線必須與主梁中心線或切線重合或平行。
支座位置確定好后,即可將上、下部固定。支座與上、下構(gòu)造連接方式,可采用焊接,也可采用地腳螺栓錨固。采用焊接時(shí),不能連續(xù)施焊,要采用跳躍式斷續(xù)焊接方法,逐步焊滿周邊,以免局部溫度過高。采用地腳螺栓連接時(shí),應(yīng)將支座上座板與地腳螺栓按設(shè)計(jì)要求放好,再澆灌混凝土。下支座板與墩臺(tái)連接處,應(yīng)預(yù)留地腳螺栓孔??字泄嘧h(huán)氧樹脂砂漿,于初凝前,從支座的地腳螺栓孔中插入地腳螺栓并帶好螺母,待完全凝固后再擰緊螺母。
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