衡水橡膠制品有限公司
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圓板式橡膠橡膠支座 GYZ300*55板式橡膠支座安裝施工現(xiàn)場151-3082-8567
圓板式橡膠橡膠支座改進而來的。圓板式橡膠橡膠支座頂面彩純橡膠球型表面,橡膠支座底部加設(shè)*圈R2.5 mm的半圓型圓環(huán)。它保留了變形各向同性的優(yōu)點,又可克服安裝后易產(chǎn)生的偏壓、脫空等現(xiàn)象,適用于*般橋梁,也適用于各種布置復雜的,縱坡較大的立交橋和高架橋,也是根據(jù)不同坡度調(diào)整球冠半徑。 板式橡膠橡膠支座是公路中不型橋梁中比較常用的產(chǎn)品,它分為普通板式橡膠橡膠支座、四氟板式橡膠橡膠支座。對于普通型橋梁橡膠支座適用于跨度小于30m、位移量較小的橋梁.不同的平面形狀適用于不同的橋跨結(jié)構(gòu),正交橋梁用矩形橡膠支座;曲線橋、斜交橋及圓柱墩橋用圓形橡膠支座.通常適用于四種坡度橡膠支座和設(shè)計代號 2%的坡度設(shè)計代號為“A”、4%的坡度設(shè)計代號為“B” 6%的坡度設(shè)計代號為“C”、8%的坡度設(shè)計代號為“D” C、基準尺寸的標注方法(圖2-5) 坡型橡膠支座的厚度(高度)H指的是橡膠支座的**厚度,坡型橡膠支座的*小厚度及平面尺寸是常規(guī)橡膠支座的額定厚及平面尺寸。 D、坡度橡膠支座的安裝及調(diào)整方法應(yīng)符合2.1、2.2、2.3、所述(如在綜合坡上使用、要依據(jù)橡膠支座上的坡度方向線選擇適當?shù)奈恢?。坡度橡膠支座的安裝見圖2-6a、b。 注:由于四氫彈板式橡膠橡膠支座的四氟板面朝上布置,有利于橡膠支座的使用壽命,所以我公司推薦當有縱坡或有綜合坡的橋梁選用的四氟板式橡膠橡膠支座時,*好采用楔形梁底鋼板加以調(diào)整。如圖2-6c所示。 3四氟板式橡膠橡膠支座的安裝 3.1四氟板式橡膠橡膠支座的構(gòu)造及連接 四氟板式橡膠橡膠支座的整體結(jié)構(gòu)有“封閉型”與“簡易型”兩種,對城市橋梁及紫外線輻射、空氣污染與粉塵嚴重的地區(qū),選用封閉型,其它場合要采用簡易型 3.1.1簡易型 構(gòu)造見圖3-1 .3四氟橡膠支座上下鋼板與橋梁結(jié)構(gòu)的連接 3.1.3.1封閉型四氟橡膠支座下鋼板的連接 可在墩體支承墊石上預(yù)留相應(yīng)凹坑,架梁時下鋼板用環(huán)氧樹脂砂漿粘于凹坑內(nèi),或在支承墊石上預(yù)埋錨固螺栓,架梁果先將下鋼板固定四氟橡膠支座上鋼板的連接 現(xiàn)澆梁施工,可按2.1.4采用上鋼板焊錨固鋼盤,就地澆注時同梁體連接(圖3-3) 預(yù)制梁施式,上鋼板用環(huán)氧樹脂砂漿與梁底粘接或錨固螺栓連接。 四氟板式橡膠支座的安裝注意事項 3.2.2四氟板式橡膠橡膠支座必須精心細致。橡膠支座應(yīng)接設(shè)計支承**準確就位。 梁底鋼板與支承墊石(或下鋼板)頂面盡可能何持平行和平整,同橡膠支座上下面全部密貼;同*片梁的各個橡膠支座平于同*平面上,避免橡膠支座的偏心受壓,不均勻支承與個別脫空的現(xiàn)像。具體安裝方法可參照2.1或2.2進行。封閉型 構(gòu)造見圖3-2 四氟橡膠支座上下鋼板與橋梁結(jié)構(gòu)的連接 3.1.3.1封閉型四氟橡膠支座下鋼板的連接 可在墩體支承墊石上預(yù)留相應(yīng)凹坑,架梁時下鋼板用環(huán)氧樹脂砂漿粘于凹坑內(nèi),或在支承墊石上預(yù)埋錨固螺栓,架梁果先將下鋼板固定 3.1.3.2四氟橡膠支座上鋼板的連接 現(xiàn)澆梁施工,可按2.1.4采用上鋼板焊錨固鋼盤,就地澆注時同梁體連接(圖3-3) 預(yù)制梁施式,上鋼板用環(huán)氧樹脂砂漿與梁底粘接或錨固螺栓連接。 3.2四氟板式橡膠支座的安裝注意事項 3.2.2四氟板式橡膠橡膠支座必須精心細致。橡膠支座應(yīng)接設(shè)計支承**準確就位。 梁底鋼板與支承墊石(或下鋼板)頂面盡可能何持平行和平整,同橡膠支座上下面全部密貼;同*片梁的各個橡膠支座平于同*平面上,避免橡膠支座的偏心受壓,不均勻支承與個別脫空的現(xiàn)像。具體安裝方法可參照2.1或2.2進行。
GYZ300*55板式橡膠支座安裝要使用什么樣的墊石。對于GYZ300*55板式橡膠支座適用于大跨度、多跨連續(xù)、簡支梁連續(xù)板等結(jié)構(gòu)的大位移量橋梁.它還可支承墊石的設(shè)置,為了保證GYZ300*55板式橡膠支座工程安裝質(zhì)量以及安裝、調(diào)整和更換支座的方便,不管是采用現(xiàn)澆梁法還是預(yù)制梁法施工,不管是采用什么規(guī)格型式的支座,都必須在墩臺頂設(shè)置支撐墊石。
GYZ300*55板式橡膠支座支承墊石的平面尺寸大小應(yīng)能承受上部結(jié)構(gòu)荷載為宜,*般長度與寬度應(yīng)比橡膠支座大10CM左右。墊石的高度要大于6CM,使梁底與橋墩頂有足夠的空間高度,以便安置千斤頂,更換支座。 1.2、支承墊石內(nèi)應(yīng)布置鋼筋網(wǎng),豎向鋼筋與墩臺內(nèi)鋼筋焊接在*起。澆筑墊石用的水泥標號應(yīng)高于300號,支撐墊石要求表面平整但不光滑。 比如:板式橡膠支座的各支承墊石頂面標高應(yīng)符合設(shè)計要求。特別是*片梁安裝兩個或四個支座時,各支承墊石平面要*致,以免發(fā)生偏壓,初始剪切和受力不均勻而變形。 2、普通板式橡膠支座的安裝 現(xiàn)澆梁安裝橡膠支座比較方便。
GYZ300*66板式橡膠支座施工程序如下 保持墩臺墊石頂面清潔。如果支承墊石標高差距過大,可以用水泥砂漿進行調(diào)整。GYZ300*66板式橡膠支座在支承墊石上按設(shè)計圖標出**,安裝時橡膠支座的**與支承墊石**線要吻合,以確保支座就位準確。 當同*片梁需兩個或四個支座時,為方便找平,可以在支承墊石和支座之間鋪*層水泥砂漿,讓支座在橋梁體的壓力下自動找平。 在澆注梁體前,在支座上放置*塊比支座平面稍大的支承板,鋼板上焊接錨固鋼筋與梁體連接,并把支承鋼板視作澆梁模板的 *部分進行澆注,按以上方法進行,可以使支座與梁底鋼板及墊石頂面全部密貼。
GYZ300*66板式橡膠支座預(yù)制梁橡膠支座的安裝: 安裝好預(yù)制梁橡膠支座的關(guān)鍵在于保證梁底在墊石頂面的平行、平整,使其和支座上、下表面全部密貼,不得出現(xiàn)偏壓、脫空和不均勻支承受力現(xiàn)象。 施工程序如下: 2.2.1、處理好支撐墊石,使支撐墊石標高*致。預(yù)制梁與支座接觸的底面要保持水平和平整。當有蜂窩漿和傾斜度時,要預(yù)先用水泥砂漿搗實、整平。GYZ300*66板式橡膠支座的正確就位 先使支座和支承墊石按設(shè)計要求準確就位。架梁落梁時,T型梁的縱軸線要與支座**線重合;板梁、箱梁的縱軸線與支座**線相平行。為落梁準確,在架第*跨板梁或箱梁時,可在梁底劃好二個公路板式橡膠支座的十字位置**,在梁的端立面上標出兩個支座的位置**線的鉛直線,落梁時使之與墩臺上的位置**線相重合。以后數(shù)跨可依照第*跨梁為基準進行。、架梁落梁時要平穩(wěn),防止壓偏或產(chǎn)生初始剪切變形。 2.2.5、安裝T型梁時,若支座比梁筋底寬,則應(yīng)在支座與梁筋底之間加設(shè)比支座大的鋼筋混凝土墊塊或厚鋼板做過渡層,以免支座局 部受壓,而形成應(yīng)力集中。鋼筋砼墊塊或厚鋼板要用環(huán)氧樹脂砂漿和梁筋底貼合粘結(jié)。
GYZ300*66板式橡膠支座落梁后,*般情況下支座頂面與梁面保持水平。預(yù)應(yīng)力簡支梁,其公路板式橡膠支座頂面可稍后傾;非預(yù)應(yīng)力梁其支座頂面可略微前傾,但傾斜角度不得超過5"。 2.3、橡膠支座按裝時的調(diào)整 橡膠支座安裝后,若發(fā)現(xiàn)下述情況,應(yīng)及時調(diào)整: A、個別GYZ300*66板式橡膠支座落空,出現(xiàn)不均勻受力 B、橡膠支座發(fā)生較大的初始剪切變形 C、支座偏壓嚴重,局部受壓,側(cè)面鼓出異常,而局部落空 調(diào)整方法*般可用千斤頂頂起梁端,在支座上下表面鋪涂*層水泥砂漿(或環(huán)氧樹脂砂漿)。再次落梁,在重力作用下支座上下表面相互平行且同梁底,墩臺頂面全部密貼;同時使*片染兩端的支座處于同*平面內(nèi),梁的縱向傾斜度應(yīng)加以控制,以支座不產(chǎn)生時顯初始剪切變形為佳。 2.4普通板式橡膠支座安裝注意事項 2.4.1、矩形支座短邊應(yīng)與順橋方向平行安置,以利于梁端轉(zhuǎn)動。若需長邊平行于順橋向時,需通過轉(zhuǎn)角驗算。 、圓形支座具有各向同性。安裝無需考慮方向性,只需將支座圓心同設(shè)計位置**點相重合即可。為防止在離心力下梁體橫向移 動,可安裝橫向擋塊。 2.4.3、使用普通板式橡膠支座*般設(shè)有固定端與活動端。使用等高支座時,水平位移由同*片梁的兩端支座的剪切變形共同實現(xiàn)。也可用厚度較小的橡膠支座支座。 2.4.4、橡膠支座安裝以春秋季節(jié)*佳。若預(yù)計不可能在春秋季節(jié)安裝,則設(shè)計選用橡膠支座時可適當增加高度,使其在極端高、低溫時,上部構(gòu)造的*大位移量△L靠橡膠支座的單方向剪切變形來實現(xiàn)。即:△L≥0.5h0且滿足h0≤0.2a,其中h0 -支座橡膠層總厚度,a -板式橡膠支座的短邊尺寸。 同時若支座增加所需高度不能滿足h0≤0.2a時,則應(yīng)采用四氟板式支座。 這樣可在任何氣溫下安裝支座,并使*大剪切變形能控制在允許范圍內(nèi),而無需用特殊手段施工。 2.4.5、當梁體有縱向坡度或綜合坡度時,可按下列幾種方法處理。 2.4.5.1在梁端底面與支座這間安置楔形鋼板將支座擴墊石(梁端底面)制成斜坡狀(圖2-4)此種方法適用于坡度≤1%的橋. 2.4.5.2采用坡型支座(適用于坡度≥1%的橋) 對于有縱向坡或綜合坡的橋梁采用坡型板式橡膠支座,早年法*CIPEC公司就已提出,并得到了廣泛的應(yīng)用。我*交通部公路規(guī)劃設(shè)計院*九領(lǐng)先八年七月出版的“板式橡膠支座”*書中又做了大量的闡述,隨著坡型支座應(yīng)用范圍的不斷擴大,我*工程技術(shù)人員逐步規(guī)范了其名稱和基準尺寸的標注方法。 A、分類名稱:有斜坡的圓形板式橡膠支座-圓坡支座(設(shè)計代號YT);有斜坡的球冠形板式橡膠支座-球坡支座(設(shè)計代號YPQ);有斜坡的矩形板式橡膠支座-矩形斜坡支座(設(shè)計代號JP)。注:以上三種斜坡的支座統(tǒng)稱為坡度支座。
小型公路橋上如何將GYZ 225*42板式橡膠支座安裝就位,在橡膠支座安裝實際工程中出現(xiàn)以上兩種情況的,比如:*般在GYZ 225*42板式橡膠支座安裝就位,梁體落梁或現(xiàn)澆梁拆除模板后的近期內(nèi)表現(xiàn)較為普遍。出現(xiàn)這類異?,F(xiàn)象的原因、GYZ 225*42板式橡膠支座是由于環(huán)境溫度的變化和混凝土的收縮徐變而導致。比如:是由于落梁過程中在板式橡膠支座受到初始壓力后人為的移動梁體而導致。 2.1.2 應(yīng)對措 避免第*種異?,F(xiàn)象的方法,可以采用交通部公路規(guī)劃設(shè)計院*九八八年組織匯編的《板式橡膠支座》*書中指出的:安裝板式橡膠支座*好在年平均氣溫時進行,以減少由于環(huán)境溫度變化而造成梁體膨脹或收縮給板式橡膠支座造成的不應(yīng)有的初始剪切變形。當不可避免*定要在*高環(huán)境溫度或*低環(huán)境溫度條件下安裝施工時, 可使用板式橡膠支座產(chǎn)生預(yù)變位的辦法……。但是,這*方案在施工過程中由于受多種因素的制約難以實現(xiàn)。我們在多年的現(xiàn)場施工中總結(jié)了*些經(jīng)驗,在這里介紹大*,供大*在板式橡膠支座安裝施工過程中予以參考
過程中,在有條件的前題下應(yīng)對環(huán)境溫度予以考慮,另外主要是保證在落梁的時候避免板式橡膠支座發(fā)生初始剪切。在落梁后不要急于拆除架梁設(shè)施,待每片梁落下后要仔細檢查板式橡膠支座是否有初始剪切現(xiàn)象,如果有*定要進行調(diào)整,調(diào)整這種現(xiàn)象只需稍微的起高*側(cè)梁端,板式橡膠支座就會在自身彈性作用下自動復位,做到了這*點就為GYZ 225*42板式橡膠支座的初始剪切變形減少了很大的不利因素。在橋面鋪裝前還應(yīng)對板式橡膠支座的剪切變形進行*次檢查調(diào)整,這次檢查調(diào)整要盡量選擇靠近年平均氣溫的天氣,這時架梁設(shè)施已拆除,可使用千斤頂?shù)认鄳?yīng)工具將梁端稍微頂起,板式橡膠支座應(yīng)自動復位,否則應(yīng)予以更換。橋梁鋪裝前應(yīng)重新檢查已使用的板式橡膠支座,因為這個時候梁體經(jīng)過了*個較長時期的收縮徐變已趨于穩(wěn)定,而且橋面尚未鋪裝,每*片梁的每*端均可單獨升高,施工簡單而方便,所以該環(huán)節(jié)應(yīng)引起施工現(xiàn)場工程技術(shù)人員的高度注意。 在實際應(yīng)用過程中,板式橡膠支座因受外力約束而被剪切變形,是板式橡膠支座本身具備的功能。我們在這里探討的是減少板式橡膠支座的剪切變形,因為板式橡膠支座在受到過大的剪切變形后會加劇橡膠的老化,導致板式橡膠支座的使用壽命降低。在檢查這*狀態(tài)時可根據(jù)當時的環(huán)境氣溫,結(jié)合當?shù)啬昶骄鶜鉁?,依?jù)JTG D62-2004交通行業(yè)橋涵設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)章節(jié)進行計算復核。板式橡膠支座的允許剪切模量為1.0Mpa,允許剪切角正切值tga≤0.7,所以板式橡膠支座在外力因素的影響下,其*大剪切角正切值不大于0.7時不影響它的使用性能(圖示5) 避免第二中異?,F(xiàn)象的方法,主要是在施工安裝過程中,應(yīng)加強施工工藝的調(diào)整,在安裝前做好安裝技術(shù)交底工作,提高工人的施工作業(yè)水平,同時在安裝完成每*片梁都應(yīng)當及時檢查變形情況,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時調(diào)整。
GYZ 225*49板式橡膠支座側(cè)面波紋狀凹凸現(xiàn)象產(chǎn)生 在實際中還會發(fā)現(xiàn)*種比較普遍的現(xiàn)象,那就是:板式橡膠支座承壓后側(cè)面波紋狀凹凸現(xiàn)象,其示意圖如下: 由于板式橡膠支座是由多層橡膠與多層鋼板交替平行疊置并通過硫化工藝相互粘連制成,橡膠層的厚度和鋼板的厚度由板式橡膠支座的規(guī)格及形狀系數(shù)確定,板式橡膠支座的單層橡膠厚度大致分為:5㎜、8㎜、11㎜、15㎜、18㎜,板式橡膠支座的單層鋼板厚度大致分為:2㎜、3㎜、4㎜、5㎜。由于其結(jié)構(gòu)的特性,當板式橡膠支座受到垂直荷載的時候,在橡膠層厚度不同的支座上,其橡膠層處會出現(xiàn)明顯或不明顯的弧形突凸、鋼板處會出現(xiàn)弧形凹槽狀,因此形成了板式橡膠支座的側(cè)面波紋狀凸凹現(xiàn)象。這種現(xiàn)象從理論上講應(yīng)視為正?,F(xiàn)象,但這種正?,F(xiàn)象應(yīng)表現(xiàn)為板式橡膠支座四周側(cè)面的波紋狀凸凹應(yīng)基本*致,否則應(yīng)視為異?,F(xiàn)象。異?,F(xiàn)象的產(chǎn)生基本上有兩種因素造成, 1、是梁體偏壓板式橡膠支座(圖7)。也就是說在梁體的作用下,板式橡膠支座的受力點未在**。該現(xiàn)象輕者表現(xiàn)在同塊板式橡膠支座上波紋狀凸凹現(xiàn)象不*致,重者造成板式橡膠支座單邊脫空(圖示8)。 是梁底預(yù)埋鋼板不平,其表面是由于焊接鋼筋引起的鋼板彎曲變形。
波紋狀凹凸現(xiàn)象應(yīng)對措施 造成波紋狀凹凸現(xiàn)象的第*種原因的解決方法是:在吊梁前對梁體和墩臺支承墊石進行檢查,檢查梁端底面與板式橡膠支座相關(guān)聯(lián)處是否平整、兩個板式橡膠支座相關(guān)聯(lián)處是否平行。如不符合應(yīng)即時修整,應(yīng)杜絕落梁后使用填塞楔形塊的解決方法。 造成該異?,F(xiàn)象的第二種原因的解決方法是:應(yīng)在梁底鋼板焊接與制造中解決。往往有部分施工單位為了節(jié)約成本忽略了梁底鋼板的質(zhì)量問題,直接用毛坯鋼板作為梁底鋼板或焊接錨固鋼筋后不進行調(diào)整,因此起了鋼板彎曲變形。因為這些原因的存在使得落梁后板式橡膠支座產(chǎn)生壓偏現(xiàn)象,另外因梁底鋼板的弧形彎曲變形落梁后至使板式橡膠支座周邊預(yù)先受力,使板式橡膠支座的波紋狀凸凹現(xiàn)象更為明顯。較大的波紋狀凸凹現(xiàn)象將會加劇板式橡膠支座的老化,從而出現(xiàn)表面龜裂現(xiàn)象。如梁體已預(yù)制完成或種種原因造成了不可調(diào)整的事實,建議采用環(huán)氧樹脂進行修復以達到預(yù)埋鋼板表面平整之目的。
GYZ 225*49板式橡膠支座中滑板支座的較大剪切變形 由于受施工環(huán)境的約束,滑板支座的施工顯的比較重要,要保持滑板支座的四氟板表面和與之摩擦的不銹鋼板表面清潔,應(yīng)首先把工作環(huán)境營造好,才能保證板式橡膠支座實現(xiàn)正常的工作狀態(tài)。在施工場常見滑板支座由于不滑動而造成支座發(fā)生較大的剪切變形現(xiàn)象,這種現(xiàn)象主要是因滑動摩擦面有雜質(zhì)、不光滑或未加硅脂油引起。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生,必須在落梁前排除以上不利因素,對于滑板支座的施工,*定要依據(jù)相關(guān)規(guī)范用棉絲沾丙酮或酒精擦干凈摩擦表面,將板式橡膠支座上的貯油槽內(nèi)注滿指定的硅脂潤滑油。正確的操作才能實現(xiàn)摩擦系數(shù)≤0.03的結(jié)果,水平剪力*旦大于正壓值力的3%即會產(chǎn)生滑動,因此可避免較大剪切變形。但是在這里需要說明的是:滑板支座在獲得正確的安裝后也會有小的剪切變形,其變形量可通過下列公式計算得出。
安裝橡膠支座圖5給出連續(xù)梁橋在Ⅱ類場地不同烈度水平地震作用下,隨跨數(shù)變化的計算結(jié)果.從圖中可知,上部結(jié)構(gòu)傳給板式橡膠支座的地震力隨跨數(shù)增加僅略有增加.圖中同時給出了按《規(guī)范》公式 4.2.6Ο1,4.2.6Ο4計算的結(jié)果,其中,在按《規(guī)范》公式4.2.6Ο4計算時,摩擦系數(shù)取0.02.對于常用的滑板橡膠支座,其摩擦系數(shù)值通常在0.02~0.06之間, 由計算結(jié)果可知,按4.2.6Ο1計算結(jié)果與時程分析結(jié)果比較接近,變化規(guī)律也與時程分析結(jié)果類似,但有時所得結(jié)果偏低.按《規(guī)范》公式4.2.6Ο4 計算,因《規(guī)范》規(guī)定β1≥0.3,μid=0.02,可知隨跨數(shù)增加板式橡膠支座剪力迅速增加,并隨烈度增加而增大,但由圖5知,時程分析結(jié)果并不呈現(xiàn)這樣的規(guī)律,而隨跨數(shù)增加,僅略有增加.如果在4.2.6Ο 4式中使用滑板橡膠支座所具有的實際摩擦系數(shù)值計算,則有時會得到板式橡膠支座剪力為負值的錯誤結(jié)果.—?—μ=0.02;—▲—μ=0.05;—●—μ=0.10;—◆—μ=0.15;—■ —μ=0.20;—+—《規(guī)范》式(4.2.6Ο1);?×?《規(guī)范》式(4.2.6Ο4μ=0.02)圖5 橡膠支座剪力與跨數(shù)的關(guān)系 Fig.5 Relationbetweenbearingshearforceandspannumber
綜上所述分析結(jié)果表明:(1)GYZ 250*49板式橡膠支座地震力受滑板橡膠支座滑動摩擦系數(shù)大小的影響比較復雜,在Ⅰ類場地條件下,影響較小;但在Ⅳ類場地條件下,板式橡膠支座地震力受摩擦系數(shù)大小影響比較大,同時也與烈度水平有關(guān).(2)《規(guī)范》公式4.2.6Ο 4是以靜力方法考慮滑板橡膠支座對板式橡膠支座地震力的影響,并假設(shè)全部滑板橡膠支座同時發(fā)生滑動.但從分析中可知,當摩擦系數(shù)大于0.03時,在低烈度水平地震作用下,存在滑板橡膠支座部分發(fā)生滑動的情況;對于相鄰橋墩水平剛度變化較大且滑板橡膠支座放置于剛度較小的墩頂時更是如此,顯然公式不再適合.此外,《規(guī)范》公式?jīng)]有能夠恰當考慮滑板橡膠支座的摩擦耗能作用,隨著地震烈度水平的增加滑板橡膠支座發(fā)生較大的滑移 ,同時消耗大量的地震能量,從而顯著降低結(jié)構(gòu)的響應(yīng).(3)《規(guī)范》規(guī)定,對于作用于板式橡膠支座的地震力應(yīng)根據(jù)《規(guī)范》公式4.2.6Ο1、4.2.6 Ο4分別計算,取兩者中的*大值.這表明《規(guī)范》對滑板橡膠支座在設(shè)計地震作用下是否允許滑動, 沒有給出明確規(guī)定,這導致設(shè)計人員對其設(shè)計的結(jié)構(gòu)在實際地震作用下的動力響應(yīng)特性也很不清楚. (4)《規(guī)范》沒有對滑板橡膠支座下橋墩地震力的計算給出明確規(guī)定,如果根據(jù)摩擦力與橋墩自身地震力疊加并乘以相應(yīng)的系數(shù)作為設(shè)計地震力,則存在可能得到的橋墩屈服強度低于滑板橡膠支座發(fā)生滑動的摩擦3 第1期范立礎(chǔ),等:橡膠橡膠支座連續(xù)梁橋地震力計算方法的探討 力,從而導致墩的屈服先于滑板橡膠支座發(fā)生滑動,這與預(yù)期的性能不*致;此外,由于存在滑板橡膠支座不發(fā)生滑動的可能 ,因此,設(shè)計中應(yīng)根據(jù)滑板橡膠支座的實際情況進行橋墩相應(yīng)的抗震設(shè)計,這是目前規(guī)范所沒有考慮的 .2 建議方法通過前面的分析可知,《規(guī)范》公式不能夠有效考慮滑板橡膠支座部分發(fā)生滑動、部分不發(fā)生滑動的情況,以及摩擦耗能等因素的影響.鑒于上述原因,建議用如下方法來確定上部結(jié)構(gòu)對板 式橡膠支座產(chǎn)生的縱向地震力.下面通過*個算例來具體論述這個方法.假定某跨連續(xù)梁橋設(shè)計烈度為7 度, 位于Ⅱ類場地,跨徑分別為20m+40m+30m,墩高分別為3m、4m、7m、5m,板式橡膠支座位于2號墩頂, 其余為聚四氟乙烯滑板橡膠支座,各參數(shù)與前面的模型相同.在通常情況下,橋墩的質(zhì)量同橋面板的質(zhì)量相比很小,因此在該方法中忽略橋墩質(zhì)量的影響,僅考慮上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,并將橋面板看作剛性,計算模型見圖6a.計算過程如下:圖6 建議分析方法Fig.6 Methodofanalysis(1)首先求得各墩的組合剛度及其力-位移曲線,如圖6b所示.按式(1)求各墩組合剛度分別為ki=(kpikb)/(kpi+kb)(1)k1=5.23MN ?m-1,k2=5.4MN?m-1,k3=4.5MN?m-1,k4=4.99MN?m-1,
為:f1=6.0kN,f3=51.07kN,f4=13.52kN.(2)假定所有滑板橡膠支座均未滑動,求得結(jié)構(gòu)基本周期T0,進而由反應(yīng)譜求得橋面板發(fā)生的側(cè)向水平位移為T0=2πMkz, Sd0=1ω20Sa=T04π2khβ1cdg (取 cI=1,cz=1)(2)cd為考慮不同阻尼比對采用5%阻尼比的標準反應(yīng)譜的修正,其值按公式(3)計算.kz為結(jié) 構(gòu)總的縱向水平抗推剛度.其值分別為cd=1316.6ξ+0.16(0.8/T)a, a=0.05-ξ0.156+3.38ξ, kz=∑ ki(3)kz=19MN?m-1,M=585t,T0=1.078s,Sd0=18.55mm.(3)對于圖6a所示連續(xù)梁橋,在橋面板處加*單位水平側(cè)向力F,進行Push2Over[5]分析,使其位移達到Sd0,進而得到結(jié)構(gòu)的力-位移曲線 ,如圖6c所示 .從而由式(4)得到結(jié)構(gòu)在對應(yīng)于Sd0位移下的等效剛度ke和等效阻尼比ξe,分別為ke=1+ α(μ-1) μkz, α=kαkz, μ=Sdxy, ξe=2(1-α)(1-1/μ)π[1+α(μ-1)]+0.05(4)ke=8.94MN? m- 1,Te=1.607s,ξe=0.25,cd=0.535.進而由反應(yīng)譜求得相應(yīng)位移為:Sd1=14.91mm.(4)比較Sd0與Sd1 的差值,如果相差較大,就繼續(xù)回到第三步,以Sd1代替Sd0進行迭代計算,直到兩者滿足容許誤差為止. 本算例迭代兩次后滿足容許誤差5%,得到橋面板位移為:Sd=13.92mm.(5)由得到的位移Sd即可從公式 (5) 求出上部結(jié)構(gòu)對板式橡膠支座頂部產(chǎn)生的縱向水平地震力為VE=k2Sd(5)VE=71.51kN.該算例的過程分 析結(jié)果見圖7,板式橡膠支座縱向地震力時程分析值為VE=81.83kN,方法計算值為94.05kN,本文方法與時程分析之間的相對差值為12.6%,可見兩者比較接近.此外,圖7 2號墩橡膠支座剪力時程曲線Fig.7 Bearingshearforcehistoryofpier2
本文方法的另*個優(yōu)點是可以通過Push2Over分析得到對應(yīng)于*大位移時各墩頂橡膠支座是否開始滑動的情況,從而可以根據(jù)其是否滑動來確定各墩頂橡膠支座的剪力,而這是現(xiàn)行規(guī)范方法所不具備的.對于該算例,本文建議的方法所得結(jié)果略小于時程分析值,這主要是由于方法中所取阻尼比值較大造成的.在實際地震作用下,達到*大位移的歷程通常只有有限的幾次,如果按文獻[5]中所建議的那樣,取所得阻尼比值的70% 作為對反應(yīng)譜校正的值,本文方法得到的橡膠支座剪力為VE=85.27kN,得到的結(jié)果比時程分析值大4%. 關(guān)于阻尼值究竟如何選取才合理,值得進*步研究.3 結(jié)論(1)對于跨數(shù)較少的規(guī)則橋梁,滑板橡膠支座摩擦系數(shù)在0.02~0.05 之間,受到卓越周期較短的低烈度水平地震作用,《規(guī)范》公式計算結(jié)果與時程分析比較接近,且略偏于保守.對于其它情況,因《規(guī)范》公式?jīng)]有能夠有效考慮部分滑板橡膠支座發(fā)生滑動以及摩擦耗能等因素的影響,導致在*些情況下規(guī)范計算結(jié)果與時程分析結(jié)果存在較大差異.(2)《規(guī)范》偏重于檢算,沒有明確給出在設(shè)計地震作用下,板式橡膠支座、滑板橡膠支座等構(gòu)件的預(yù)期性能目標,也沒有通過相應(yīng)的設(shè)計來保證,使得板式橡膠支座、滑板橡膠支座等構(gòu)件在實際地震中所表現(xiàn)的性能具有很大的不確定性.建議《規(guī)范》在這方面進行改進,對各類構(gòu)件在設(shè)計地震作用下的性能目標給出明確的規(guī)定,并利用能力設(shè)計原理來保證設(shè)計的構(gòu)件達到這些預(yù)期的目標.(3)本文建議的方法可給出在設(shè)計地震作用下,各滑板橡膠支座是否開始發(fā)生滑動的信息、并考慮摩擦耗能等因素的影響.經(jīng)與時程分析結(jié)果比較可知,計算結(jié)果比較合理,但對其中*些參數(shù)的合理選定,還有待進*步研究。