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中小型公路橋梁需要哪種橡膠支座更為合適

 

        目前,梁式橋的橡膠支座、通常用鋼、橡膠或鋼筋混凝土等材料來(lái)制作。從簡(jiǎn)易的油毛氈層至結構復雜的橡膠盒式橡膠支座,結構類(lèi)型很多。在一座橋梁上各個(gè)位置所需選用的橡膠支座類(lèi)型主要取決于下列因素:豎向荷載;水平荷載;位移要求;轉動(dòng)要求;橋梁的結構型式;橋梁墩臺和上部構造的尺寸;各支點(diǎn)所需橡膠支座個(gè)數;地基條件以及基礎沉降的可能性;下面列舉出一些橡膠支座的布設方法,并逐項作以說(shuō)明。  
        簡(jiǎn)支梁橋使用的橡膠支座簡(jiǎn)介  
對于簡(jiǎn)支梁橋,根據橋寬和跨度,此類(lèi)結構可以有各種型式橡膠支座。對于標準跨徑在10m以?xún)鹊暮?jiǎn)支板或簡(jiǎn)支梁橋,為簡(jiǎn)單起見(jiàn),可不設專(zhuān)門(mén)的橡膠支座結構,而直接將板或梁安裝在簡(jiǎn)易墊層上面,簡(jiǎn)易墊層通常由幾層毛氈做成。對于跨度較大(35m左右)的預制梁通常采用橡膠橡膠支座。橋梁支承采用橡膠橡膠支座有以下2種可能:縱向與橫向水平力由橡膠支座的剪刀剛度承受,這些橡膠支座是共同作用的,這種布設方法通常稱(chēng)為浮動(dòng)結構,經(jīng)常被用于地震區,在高烈度地震區如果采用這種布設方法,則需要特殊設計,抗震橡膠橡膠支座一般包含1個(gè)中心,鉛銷(xiāo)阻尼器。這種情況下橋跨均布設活動(dòng)橡膠支座橋跨結構一端布置固定橡膠支座,另一端布置活動(dòng)橡膠支座。固定端的水平力由一銷(xiāo)釘橡膠支座承受,而自由端的水平力由定向滑移橡膠支座承受。雙跨連續梁橋是最簡(jiǎn)單的多跨連續結構除了長(cháng)跨或曲線(xiàn)橋之外,其橡膠支座布置與前述單跨簡(jiǎn)支結構相似。但應當注意為保證其與水平力相適應,當使用浮動(dòng)方式布設橡膠橡膠支座時(shí),必須考慮中墩的抗彎剛度,以保證水平力正確分配。如果中墩相對較為剛勁,則采用定向或固定橡膠支座較為適宜。固定點(diǎn)可設在中墩或橋臺上,此時(shí),橡膠橡膠支座或金屬橡膠支座都可以使用,在考慮荷載和位移量后,再確定選用哪種。若中墩相對較柔,則墩與臺上均布設活動(dòng)橡膠橡膠支座。  
        單跨或雙跨斜橋的橡膠支座，斜橋的橡膠支座布設類(lèi)似于已得到了的單跨或雙跨結構,但橡膠支座安裝時(shí)橡膠支座位移的方向應平行于車(chē)道中心線(xiàn),而不應與斜橋的橋墩或橋臺相垂直。對于斜交角較大的斜橋,由于銳角處有上翹的趨勢,應考慮設置拉橡膠支座。多跨連續直梁橋在多跨結構中,橡膠支座的作用更為重要,因為結構的多跨連續要求較大的伸縮位移量,在這種結構中通常應使用金屬橡膠支座,但在年溫差和濕度差很小的情況下,仍可采用橡膠橡膠支座。上部結構跨徑和橋墩數決定了作用固定橡膠支座的力的大小。通常固定橡膠支座可設在橋墩或橋臺上,只要它能承受上部結構位移的反作用力,如果能夠在結構的中部選1個(gè)點(diǎn)來(lái)固定,那么由內部應力引起的作用在固定橡膠支座上的合力就為最小。假如固定點(diǎn)兩端的長(cháng)度相近,則由混凝土徐變,溫度變化引起的橡膠支座摩阻力就可相互抵消。但制動(dòng)力之類(lèi)的外力則不能這樣考慮。  
        在對橋長(cháng)的結構設計方案作經(jīng)濟評定時(shí),由橡膠支座累積的摩阻力相當重要的。水平力越大,對墩柱及基礎的要求越高,因此橋長(cháng)結構應盡量選用低摩阻橡膠支座。在地基穩定的情況下,可使用低摩阻滾動(dòng)橡膠支座,這種橡膠支座的摩阻系數很低,實(shí)際上只有0.15%左右,在設計時(shí)可偏安全地采用1.15%的摩阻系數來(lái)計算。傳統的四氟板式滑動(dòng)橡膠支座的摩阻系數為3%～6%,因而采用滾動(dòng)橡膠支座時(shí)固定點(diǎn)的水平力至少可減少到四氟板式滑動(dòng)橡膠支座的1/2。但滾動(dòng)橡膠支座只允許單向轉動(dòng),因此當采用這種橡膠支座時(shí),遇上地基沉降就困難。滾動(dòng)橡膠支座支承可以布設在橋臺上或中墩上。但應注意的是定向橡膠支座應與固定橡膠支座排成一行。在一排的橡膠支座中位移可能有差別。因此,應合理采用具有全向轉動(dòng)能力的橡膠支座。如盆式橡膠橡膠支座或球面橡膠支座。此外,于橋墩不能橫向彎曲,所以需要一排固定橡膠支座來(lái)保證當發(fā)生很小的橫向位移時(shí)不產(chǎn)生應力。在柔性墩結構中,相應的橡膠支座按水平荷載的分配來(lái)選擇。如可在中墩上設固定橡膠支座,此時(shí)墩上的縱、橫向荷載均由墩柱上橡膠支座來(lái)分擔;其余每個(gè)墩上都配有定向滑移橡膠支座以便分擔橫向水平荷載;橋臺的橫向剛度較大,只需在一個(gè)橋臺上設置定向橡膠支座。  
       在曲線(xiàn)橋梁中,由于曲桿的質(zhì)量重心常位于桿軸兩端連線(xiàn)之外,即使在自重作用下,橋跨結構也會(huì )產(chǎn)生扭矩,所以曲線(xiàn)梁橋的支承布置,必須能夠承受自重和活載偏載等因素所產(chǎn)生的合扭矩作用。曲線(xiàn)梁橋的支承方式應根據曲率半徑的大小,上、下部結構的總體布置圖式而定。根據橡膠支座布置的情況以決定全橋的力學(xué)計算圖式,這將會(huì )直接影響到全橋內力分布。  
        因此,曲線(xiàn)梁橋的支承布置是否合理是一個(gè)十分重要問(wèn)題。曲線(xiàn)梁橋中,板式橡膠支座的型式有抗扭支承與固定式點(diǎn)鉸支承?？古ぶС型ǔＳ啥鄠€(gè)橫橋向的橡膠橡膠支座(板式或盆式)組成,固定式點(diǎn)鉸支承現多由盆式橡膠橡膠支座或板形橡膠橡膠支座構成。當連續曲線(xiàn)梁橋的曲率半徑較大時(shí),每個(gè)橋墩上必須布置能承受外扭矩的抗扭橡膠支座。這種受扭情況比較接近多跨直線(xiàn)連續梁橋的圖式,因為較大的抗扭長(cháng)度,將會(huì )使這種大曲率半徑的連續彎梁橋的受扭變形顯著(zhù)增加。有時(shí)也可每隔2～3個(gè)支墩交替也采用總鉸支承和抗扭支承?？古は鹉z支座的布置方式,一般可沿著(zhù)曲率半徑的徑向布置,并宜采用具有較大橫向剛度的橋墩,對于總鉸支承則可采用獨柱墩的型式。當連續曲線(xiàn)梁橋的曲率半徑較小,其上部結構采用具有較大抗扭剛度的箱梁結構時(shí),一般可在中墩上布設點(diǎn)鉸支承。多跨連續曲線(xiàn)梁橋兩端橋臺的支承方式也可以是多樣的。一般情況下可將抵抗外扭矩的抗扭支承布置在兩側橋臺上(或一側),為了滿(mǎn)足全橋伸縮縫的構造要求,希望其變形方向沿著(zhù)“切線(xiàn)方向”移動(dòng),為此在構造上必須采取一定的“限制措施”,此時(shí),可在1個(gè)橋臺上布置固定橡膠支座,其余墩臺上的活動(dòng)橡膠支座的移動(dòng)方向為左右相鄰橡膠支座的“連線(xiàn)方向”。