盆式橡膠支座盆式支座的設(shè)計

適用于橡膠軸承力的10005000kn以上的大跨度橋梁，城市道路橋梁盆式橡膠支座。主要類型和structuresbasin式橡膠支座按其工作特性可分為固定橡膠軸承，橡膠軸承和一個可移動的單向活動三種橡膠軸承。橡膠軸承固定的板式橡膠，橡膠墊板，承壓橡膠板，橡膠密封環(huán)，緊固環(huán)和橡膠軸承鋼錨螺栓等部件，它主要用于承受垂直力和角度，并在橋下縱向和橫向力。可移動的橡膠軸承的板式橡膠支座，橡膠墊板，承壓橡膠板，橡膠密封圈，鋼環(huán)箍，中間李寧板，聚四氟乙烯板，不銹鋼板和橡膠支座地腳螺栓等，它是用來支持橡膠支座豎向力和角度，并能適應(yīng)橋縱向和橫向位移的需要。單向活動橡膠支座的結(jié)構(gòu)和可移動的橡膠軸承相同，但在橡膠軸承兩側(cè)的中央槽（或設(shè)置橫向限位板），限制了橡膠支座水平（或垂直）位移。固定支座?？梢苿拥南鹉z軸承縱向可移動的橡膠支座，盆式橡膠支座的板式橡膠支座、橋梁上部結(jié)構(gòu)（梁）的連接，橫梁運動；板式橡膠支座固結(jié)墩上，承受上部結(jié)構(gòu)和力的傳遞到碼頭。

a 、支座豎向轉(zhuǎn)角不小于40 。

b 、豎向承載力（KN ) 1000 一50000 共分28 級，非滑移表面的不平承載力為豎向的10 %。

c 、磨擦系數(shù)：常溫型，μ≤0.04 ．耐寒型μ≤0.06

d 、位移量見表

盆式橡膠支座的工作原理是利用半封閉鋼制盆腔內(nèi)的彈性橡膠塊，在三向受力狀態(tài)下具有流體的性質(zhì)，來實現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動；同時依靠中間鋼板上的聚四氟乙烯板與上座板上的不銹鋼板之間的低磨擦系數(shù)來實現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的水平位移。從實驗的數(shù)據(jù)來看，橡膠處于三向約束狀態(tài)時的抗壓彈性模量為5*104kg/cm²，比無側(cè)向約束的抗壓彈性模量增大近20倍，因而支座承載能力大大提高，解決了普通橡膠支座承載能力的局限。所以，盆式橡膠支座是能滿足大的支承反力，大的水平位移，大的轉(zhuǎn)角要求的新型產(chǎn)品 。

盆式橡膠支座在橡膠軸承的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)后的更完美的橡膠軸承。盆式橡膠支座變形機制：

（1）使用底盆上的橡膠塊三的限制，獲得較大的容量；

（2）使用中間襯聚四氟乙烯板和頂板不銹鋼板低摩擦系數(shù)較大的水平位移；

（3）使用鍋三力彈性橡膠塊均勻壓縮大角度。

性能及分類

a 、雙向活動支座：具有豎向轉(zhuǎn)動和縱向與橫向滑移性能，代號為SX 。

b、單向活動支座：具有豎向轉(zhuǎn)動和單一方向滑移性能，代號為DX 。

c、固定支座：僅具有豎向轉(zhuǎn)動性能，代號為GD。

適用溫度范圍

a 、常溫型支座：適用于-25 ℃ ～ 60 ℃

b 、耐寒型支座：適用干-40 ℃ ～ 60 ℃ ，代號為F 。

水平位移量大、轉(zhuǎn)動靈活等特點，且重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)造簡單，建筑高度低，加工制造方便，節(jié)省鋼材，降低造價等優(yōu)點，是適宜于大垮橋梁使用的較理想的支座。支座承載力為31個級別，承載力0.8MN-60MN，能滿足大型橋梁建造的需要。

在標(biāo)準(zhǔn)系列中，固定支座在各方向和單向活動支座非滑移方向的水平承載力均不小于支座堅向承載力的10%?？拐鹦椭ё匠休d力不小于支座堅向承載力的20%。加5201硅脂潤滑后，耐寒型活動支座設(shè)計摩阻系數(shù)最小取0.06 。

1、建議在墩、臺頂面設(shè)置支座墊石。

2、盆式支座安裝前應(yīng)拆箱作全面檢查及進(jìn)行清潔。除去油污，特別是不銹鋼與填充聚四氟乙烯板的相對滑移面應(yīng)用丙酮或酒精仔細(xì)擦洗干凈，支座其它各件也應(yīng)擦洗干凈，支座內(nèi)不得涂刷防銹油。

3、支座除標(biāo)高必須符合設(shè)計要求外，為確保支座的使用性能，須保證三個方向的平面水平。

4、支座上、下各部件縱橫向必須對中，或由于安裝時溫度與設(shè)計溫度不同，支座縱向上下各部件錯開的距離必須與計算值相等。

5、支座中心線與主梁中心線應(yīng)重合或保持平行。

6、連續(xù)橋梁實行體系轉(zhuǎn)換時，必須在支座和硫磺水泥漿塊之間采取隔熱措施，以免損壞填充四氟乙烯板和橡膠塊。

1、對橡膠支座的豎向力：結(jié)構(gòu)的重量，車輛荷載（衡量的影響）。

2、水平力：一個縱向水平力制動力——從上部結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載。水平力——離心力從上部結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載。

3、橋梁抗震區(qū)：根據(jù)設(shè)計地震烈度，根據(jù)規(guī)格和組合計算。

4、計和計算的板式橡膠支座的板式橡膠支座的設(shè)計計算包括確定橡膠軸承，橡膠支座壓縮檢查偏轉(zhuǎn)和校核計算抗滑穩(wěn)定橡膠軸承。

（1）確定的規(guī)模，橡膠軸承，橡膠軸承平面尺寸的板式橡膠支座橡膠板平面尺寸的抗壓強度與底梁和墩頂混凝土局部承壓強度是由一般的橡膠軸承，抗壓強度控制設(shè)計。

（2）確定的厚度，橡膠支座梁因溫度變化和其他因素，預(yù)計將產(chǎn)生最大縱向水平位移是通過橡膠板剪切變形的。

5、橡膠軸承的基本布局原則：檢查橡膠軸承，撓度梁荷載撓度，梁端會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，但不允許用橡膠支座空隙現(xiàn)象。偏轉(zhuǎn)束角，橡膠軸承表面會產(chǎn)生不均勻的壓縮變形端，另一端，平均壓縮變形。

首先有兩種方案：

1、橡膠支座下鋼板不動，將梁體頂起后把盆式橡膠支座的上鋼板卸掉，并將梁體找平，然后將支座上鋼板安裝調(diào)平即可。

2、支座上鋼板不動，將下鋼板支座卸除，通過畸形鋼板等措施將上部調(diào)平，再將下鋼板降低標(biāo)高安裝。

不過這兩種方案第一種實行起來比較簡單，具體操作步驟如下：

(1)采用專用千斤頂將梁體頂升，同墩要做到同步，并且按照受力計算要求單墩最大起頂位移不得超過5 mm。

(2)為滿足其頂后梁體在千斤頂(亦為臨時支座)上能自由伸縮，千斤頂面上須設(shè)有可供滑動的四氟板，但應(yīng)該監(jiān)測該墩橫向位移，如果發(fā)現(xiàn)位移量過大應(yīng)做橫向限位處理。

(3)視支座頂起情況，如果上鋼板能夠與下鋼板脫離取出，則將上鋼板取出并將上部梁底部混凝土鑿除，并將上鋼板矯正，用結(jié)構(gòu)膠將上鋼板與梁底部空隙填補。

(4)如果上鋼板不能與下鋼板脫離取出，則將支座墊石鑿除，將支座下鋼板降低取出，將上鋼板取出，鑿除梁底部}昆凝土以矯正上鋼板，用結(jié)構(gòu)膠將上鋼板與梁底部空隙填補。

(5)處理過程及完成后通過百分表觀察梁體位移的變化及反彈情況，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行處理 。2100433B

（1）盆式支座下面應(yīng)設(shè)置支承墊石，支承墊石混凝土強度等級不宜低于C40。墊石高度應(yīng)考慮 支座安裝、養(yǎng)護(hù)和更換的方便。支承墊石及墩頂混凝土應(yīng)該按JTG D62-2004的局部承壓部件要求配置相應(yīng)的鋼筋網(wǎng)。墩臺頂面需按錨固套筒規(guī)格、數(shù)量預(yù)留栓孔。預(yù)留栓孔的直徑和深度大于套筒直徑和長度50mm~60mm，中心偏差不應(yīng)超過10mm。

（2）支座運輸?shù)浆F(xiàn)場后，應(yīng)該開箱檢查支座各部分零件及裝箱單，檢查合格后再放入包裝箱，安裝時再開箱。

（3）活動支座在開箱后應(yīng)該注意對聚四氟乙烯板和不銹鋼冷軋鋼板的保護(hù)，防止劃傷或者有贓物附著在乙烯板和冷軋鋼板的表面，并且檢查5201-2硅脂是否注滿。

（4）支座安裝時，支承墊石頂面應(yīng)該鑿毛，并用清水沖去墊石上面的雜物，待墊石表面干燥后，在錨固螺栓孔位置以外的支承墊石頂面涂滿環(huán)氧砂漿調(diào)平層，支座就位后、對中并調(diào)整水平后，用墊塊將支座墊起，用環(huán)氧砂漿或強度等級較高的砂漿灌注套筒周圍空隙及支座底板四周未填滿環(huán)氧砂漿的位置，并且將砂漿搗實，完工后應(yīng)該將支座底板以外溢出的砂漿清理干凈，砂漿硬化后再拆去支座墊塊。

（5）有縱坡的橋梁，在支座頂板長度范圍內(nèi)的橋梁梁底，設(shè)計時應(yīng)該將該部位梁底用預(yù)埋鋼板調(diào)直水平，支座頂板范圍內(nèi)的混凝土應(yīng)該按JTG D62-2004進(jìn)行局部承壓計算并配置相應(yīng)的鋼筋網(wǎng)?；顒又ё惭b時應(yīng)該考慮溫度的變化。

（6）雙向和單向活動支座安裝時，要特別注意檢查聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板的主要滑移方向應(yīng)與橋梁順橋向相一致。

（7）支座中心線應(yīng)該與主梁中心線重合或平行，單向活動支座安裝時，頂板導(dǎo)向塊和中間鋼板的導(dǎo)向滑調(diào)應(yīng)該保持平行，交叉角度不大于5‘。

（8）在橋梁實行體系轉(zhuǎn)換要切割臨時錨固安裝時，要采取隔熱措施，這樣可以避免損壞橡膠板和聚四氟乙烯板。

（9）安裝完畢檢驗合格后，拆除連接構(gòu)件，安裝防塵圍板 。

橋梁支座的布置主要和橋梁的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。通常在布置支座時需要考慮以下的基本原則：

（1）上部結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)時，支座應(yīng)能同時適應(yīng)橋梁順橋向（X方向）和橫橋向（Y方向）的變形；

（2）支座必須能可靠的傳遞垂直和水平反力；

（3）支座應(yīng)使由于梁體變形所產(chǎn)生的縱向位移、橫向位移和縱、恒向轉(zhuǎn)角應(yīng)盡可能不受約束；

（4）鐵路橋梁通常必須在每聯(lián)梁體上設(shè)置一個固定支座；

（5）當(dāng)橋梁位于坡道上，固定支座一般應(yīng)設(shè)在下坡方向的橋臺上；

（6）當(dāng)橋梁位于平坡上，固定支座宜設(shè)在主要行車方向的前端橋臺上；

（7）固定支座宜設(shè)置在具有較大支座反力的地方；

（8）在同一橋墩上的幾個支座應(yīng)具有相近的轉(zhuǎn)動剛度；

（9）連續(xù)梁可能發(fā)生支座沉陷時，應(yīng)考慮制作高度調(diào)整的可能性。

總之，橋梁支座的布置原則是既要便于傳遞支座反力，又要使支座能充分適應(yīng)梁體的自由變形 。

1、拉伸性能（拉伸強度、斷裂伸長率等）、彎曲性能（彎曲強度等）、壓縮性能（永久變形率等）、耐撕裂性能、剪切性能（穿孔剪切、層間剪切、沖壓式剪切）、硬度、耐疲勞性能、摩擦和磨耗性能（摩擦系數(shù)、磨耗）、蠕變性能（拉伸、彎曲、壓縮）、動態(tài)力學(xué)性能（自動衰減振動、強迫振動共振、強迫振動非共振）

2、橡膠燃燒性能 主要包括：垂直燃燒、水平燃燒、涂覆織物燃燒性能、氧指數(shù)

3、橡膠耐候性（老化、溫度沖擊、耐油等）

4、高低溫溫度快速變化實驗、高低溫恒定濕熱試驗、溫度沖擊試驗、鹽霧腐蝕實驗、紫外光耐候?qū)嶒灐㈦療裟蜌夂蛟囼?、臭氧老化試驗、二氧化?硫化氫試驗、箱式淋雨實驗、霉菌交變試驗、沙塵實驗、高溫、高壓應(yīng)力腐蝕試驗機、耐介質(zhì)（水、各有機溶劑、油）

5、橡膠粘結(jié)性能測試硫化橡膠與金屬粘結(jié)拉伸剪切強度、剝離強度、扯離強度、硫化橡膠與單根鋼絲粘合強度、硫化橡膠或熱塑性橡膠與織物粘合強度生膠、未硫化橡膠測試門尼粘度、威廉士可塑度、華萊士可塑度、含膠量、灰分、揮發(fā)分等測試

6、其他理化性能：硬度、密度、介電常數(shù)、導(dǎo)熱率、蒸汽透過速率、溶脹指數(shù)和橡膠化學(xué)金屬、硫以及聚合物檢測 。

1、類型的選擇

盆式橡膠支座包括固定支座和活動支座兩大類?；顒又ё謪^(qū)分為單向活動支座和雙向活動支座。一般來說，橋梁固定端選用固定支座，活動端選用活動支座。例如：簡支梁橋應(yīng)在每跨的一端設(shè)置固定支座，另一端設(shè)置活動支座；連續(xù)梁橋應(yīng)在每聯(lián)中的一個橋墩上設(shè)置固定支座，其余墩臺上均應(yīng)設(shè)置活動支座。但若橋面較寬，固定端的兩個支座間距較大，橫橋向伸縮值不容忽視時，固定端就不能使用固定支座，而是使用單向活動支座，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作用。此外，為了減小墩臺的受力，對于簡支梁橋，宜將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺上；對于連續(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處。

雙向活動支座能在水平面內(nèi)向任意方向移動。因此，彎橋的活動墩臺上應(yīng)選擇這種支座。至于單向活動支座，可在直橋中使用。但應(yīng)注意，只有當(dāng)活動墩上只有一個支座，或者支座間橫向溫度伸縮量很小的情況下才宜采用。

2、承載力選擇

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，一般應(yīng)使支座的最大反力不要超過其容許承載力的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，這是因為第一：容許承載力大，支座尺寸也就較大，這樣會加大墩臺尺寸，不僅造成浪費，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)會大大增加，導(dǎo)致墩臺和基礎(chǔ)所受的水平力大幅度增加，這將極為不利。因此設(shè)計時不必?fù)?dān)心支座的安全儲備。

3、位移量的計算

為了增加行車的平順，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。每個級別的活動支座都有大、小兩種位移量。因此，在設(shè)計盆式橡膠支座時，需要計算活動支座的最大縱橋向位移量。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，不需驗算 。