一种新型易于更换的球型钢支座

发布时间：2020-08-23 21:26

【摘要】：桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的关键部位,是桥梁结构的重要组成部分,但有许多支座由于自身质量,以及支座安装、使用过程中各种不当行为导致支座过早的损坏,影响了桥梁的正常使用,需要更换。普通支座更换首先就需要中断交通,然后顶升梁体,这不仅造成交通不便,而且容易导致梁体及桥面损坏。本文研究了一种便于更换的球型钢支座,使用这种支座的桥梁,在更换支座过程中不用顶升梁体即可完成更换。通过理论研究、有限元计算、试验相结合的方式研究了新型支座性能。主要研究内容如下:(1)提出了新型支座的结构型式和工作机理,实现了不用顶升梁体即可完成支座更换的要求,并分析了摩擦自锁原理,确定支座的自锁角。(2)建立了支座的有限元模型,研究了新型支座的应力、应变以及变形。分析了楔形块角度、摩擦副摩擦系数及厚度对支座拆卸能力的影响,优化了参数组合。(3)计算分析了新型支座应用于简支梁桥的更换过程,计算了桥墩和箱型梁应力。(4)制作1:1支座模型,进行了支座承载力试验,测试支座竖向变形与环形套箍的应力,并与有限元模拟结果进行了对比。(5)试验模拟了支座在压力作用下的更换过程,测量了拉出与推入楔形块过程中水平力与竖向位移的关系。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U443
【图文】：

钢支座

１．２．１支座的分类逡逑（１）钢支座逡逑钢支座形式上有弧形支座、摇轴支座、铰轴支座和辊轴支座等［２３］，如图１．１逡逑所示。钢支座上下板多采用ＺＧ２５号钢，连接轴等采用３５号钢锻造而成，钢支座逡逑多应用于中小跨度的结构桥梁以及部分大跨度混凝土梁。逡逑钢支座由于全部采用钢构件制成，且连接处采用钢构件摩擦提供转动，因此逡逑极易因为钢构件的锈蚀丧失滑动功能，严重的可能会直接锈死，难以维修，需要逡逑更换。部分改进的钢支座在滑动摩擦处添加了聚四氟乙烯滑板，大大降低了钢支逡逑座因为锈蚀而丧失功能的概率。逡逑，邋Ｉ邋，逦ｉ逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑图１．１钢支座７Ｆ意图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｔｅｅｌ邋ｂｅａｒｉｎｇ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑２逡逑

示意图,球型支座,支座,示意图

盆式橡胶支座的主要构造是：底面钢盆、橡胶板、聚四氟乙烯滑板、不锈钢逡逑滑板、橡胶密封圈、中间衬板、上下支座板和锚固螺栓。而且盆式橡胶支座还应逡逑设置支座围板，用以保证支座水平滑动面的清洁，如图１．３所示。逡逑：（：媝■灥逡逑Ｉ逡逑ａ）盆式橡胶支座示意图逦ｂ）盆式橡胶支座剖面示意图逡逑ａ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｏｔｔｅｄ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｂｅａｒｉｎｇｓ邋ｂ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｏｔｔｅｄ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｂｅａｒｉｎｇｓ逡逑图１．３盆式橡胶支座结构型式逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｆｏｒｍ邋ｏｆ邋ｂａｓｉｎ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｂｅａｒｉｎｇ逡逑（４）球型支座逡逑球型支座是一种广泛应用于桥梁的支座［２６］，如图１．４所示。球型支座具有以下逡逑优点：球型支座采用上下座板与混凝土接触，作用到混凝土上的反力比较均匀；逡逑球冠结构的设计使得支座转动力矩较小，特别适用于大跨度、大转角的桥梁，且逡逑各向转动性能一致，适用于曲线桥、宽桥，通过球面传力，不会出现力的颈缩现逡逑象？，不采用橡胶等材料承压，因此支座不存在老化的问题；采用平面滑板结构使逡逑得支座能够容许大的水平位移，可适用于超大跨度桥梁；球形支座传力可靠、能逡逑最大限度的发挥材料的优势，广泛应用于重载桥梁，且球型支座的关键部位采用逡逑高强钢材

工程图,狮子林,海河,天津

１．３．２国内现状逡逑２００３年，天津城建集团采用整体顶升的方法，对天津狮子林桥主桥支座进行逡逑了整体改造，如图１．６所示。抬升旧桥的工程总投资为１５３２．３万元，抬升旧桥工逡逑期为一个半月，期间断交工。逡逑丰城赣江大桥是一座跨越赣江干流的特大桥［４５］，全长１２０６ｍ，副孔上部结构逡逑采用预应力混凝土简支箱梁。该桥地处丰城市近郊，通车后交通量猛增，在经过逡逑长时间的使用后，经检测发现桥梁支座存在不同程度的损毁，大多需要更换。因逡逑此在断交的条件下对副孔的２２增（台）分别进行整体同步顶升，合计更换支座３３６逡逑块，该工程２００７年４月１日进场，２００７年６月１０日完工，期间造成交通严重不逡逑便。逡逑甬金高速公路澄潭江大桥［４６］某墩箱梁支座在通车一年后发生病害，无法继续逡逑使用

【参考文献】