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單向活動(dòng)型球鉸鋼支座
單向活動(dòng)型球鉸鋼支座設(shè)計(jì)基本原理
1,上部結(jié)構(gòu)受力后的運(yùn)動(dòng)——平面運(yùn)動(dòng)。
其運(yùn)動(dòng)方程取決于荷載方程:剪力方程
彎矩方程;轉(zhuǎn)角方程
上部結(jié)構(gòu)的變形直接與荷載q(x)有關(guān),也就是說與上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力有關(guān)。要求得變形計(jì)算公式,須綜合考慮幾何,物理和靜力學(xué)三個(gè)方面來解決。
1,幾何方面:(各變形之間的關(guān)系)中性層纖維與轉(zhuǎn)角的關(guān)系為:
dθ=dx/ρ;可見曲率半徑ρ和轉(zhuǎn)角θ有關(guān),即和荷載方程q(x)有關(guān)。且隨荷載q(x)改變而改變,因此上部結(jié)構(gòu)在靜荷載作用下的變形運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)。
公式中:E-材料彈性模量;-曲率半徑;A-截面積;I-截面慣性矩。
2.物理方面:(本構(gòu)關(guān)系)荷載產(chǎn)生的應(yīng)力與變形(應(yīng)變)的關(guān)系,
3.靜力學(xué)方面:(xz平面內(nèi)的外力矩)和自動(dòng)滿足,因?yàn)榻孛嬷灰幸粋€(gè)對(duì)稱軸即可,其力矩必為零。中性層的曲率半徑為:至于支座的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足上,下部結(jié)構(gòu)之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的要求。
支座的設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)和結(jié)構(gòu)計(jì)算模型相一致。否則轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活,或根本轉(zhuǎn)不動(dòng)。如硬要轉(zhuǎn)動(dòng)勢必磨損嚴(yán)重。造成研軸,切軸現(xiàn)象。這就是許多支座產(chǎn)生的問題。
但經(jīng)常是上部結(jié)構(gòu)出問題。因?yàn)橹ё陌踩却?而上部結(jié)構(gòu)安全度較低,是根據(jù)規(guī)范一點(diǎn)一點(diǎn)摳出來,將規(guī)范政策用足,支座設(shè)計(jì)又沒考慮結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析模型。故實(shí)際上理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不符。首先上部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,殊不知是支座設(shè)計(jì)不合理造成的。
球型支座
球型支座的分類
球形支座通過球面?zhèn)髁?不出現(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象,作用在混凝土上的反力比較均勻;球形支座通過球面聚四氟乙烯板的滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)過程,轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小,而且轉(zhuǎn)動(dòng)力矩只與支座球面半徑及聚四氟乙烯板的摩擦系數(shù)有關(guān),與支座轉(zhuǎn)角大小無關(guān)。
因此特別適用于大轉(zhuǎn)角的要求,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角可達(dá)0.05rad以上。支座各向轉(zhuǎn)動(dòng)性能一致,適用于寬橋,曲線橋等;支座不用橡膠承壓,不存在橡膠老化對(duì)支座轉(zhuǎn)動(dòng)性能的影響,特別適用于低溫地區(qū)。
安裝細(xì)則
1):用本系列支座時(shí),橋梁梁體及橋墩,臺(tái)支承部位混凝土標(biāo)號(hào)不得低于300級(jí)。特殊情況須征得設(shè)計(jì)單位同意。
2):支座與梁體及墩,臺(tái)采用預(yù)埋螺栓連接,必要時(shí)也可采用預(yù)埋鋼板焊接連接,但將支座與梁體及墩臺(tái)預(yù)埋鋼板焊接時(shí),要防止支座鋼體過熱,以免燒壞硅脂及聚四氟乙烯板。
3):支座安裝標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,要保證支座支承面的水平及平整,支座支承面四角高差不得大于2mm。
4):支座進(jìn)場后,應(yīng)檢查裝箱清單,包括配件清單,支座產(chǎn)品合格證,支座安裝養(yǎng)護(hù)細(xì)則等。
5):支座安裝時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng):
A:支座中心線應(yīng)與主梁中心線平行。
鋼結(jié)構(gòu)支座
鋼結(jié)構(gòu)支座的主要技術(shù)性能
1,能承受垂直載荷;
2,具有抗豎向拉力的性能,保證豎向時(shí)上下結(jié)構(gòu)不脫節(jié);
3,具有抗??水平力的性能,以確保結(jié)構(gòu)不脫落時(shí)的水平;
4,可適應(yīng)徑向和周向位移規(guī)定;
如圖5所示,角度可適于在任何方向上的要求;
6,減震架具有良好的阻尼性能;
7,外球面軸承通過傳力,有作用的均勻結(jié)構(gòu)的反力無縮口力;
8,在壓力下無橡膠支座,故對(duì)橡膠支座的老化,使用壽命長沒有影響。
二,技術(shù)參數(shù)
1,支座豎向承載力為300KN,500KN,1000KN,1500KN,2000KN,2500KN,3000KN,4000KN,5000KN,6000KN,7000KN,8000KN,9000KN,10000KN14級(jí);2,抗息水平力20%豎向承載力;根據(jù)4,設(shè)計(jì)角度0.08rad(可設(shè)計(jì);GKQZ類型,20%的豎向承載力GJQZ抗垂直張力;GKGZ類型,GJGZ抗垂直張力豎向承載力的30%:3,軸承抗垂直張力用戶要求)5,軸承±20毫米-±50毫米的徑向位移,環(huán)±60毫米-±100毫米的位移;6,軸承滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ≤0.03(-25℃-60℃);
7,軸承轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦μ=0.05-0.1的系數(shù)(GKQZ型,GJQZ型)μ≤0.03(GKGZ型,GJGZ型)三種,當(dāng)選定的事項(xiàng)應(yīng)該注意的認(rèn)可鋼支撐:1,要注意的承載能力的大小軸承的選擇,垂直拉力,水平力,并注意位移和旋轉(zhuǎn)量的大小尺寸,也應(yīng)注意阻尼軸承彈性剛度的水平。2,應(yīng)選擇軸承音符軸承類型,即雙向有源型,單向活動(dòng),固定不動(dòng)。3,結(jié)合到給阻尼和軸承剛度的位移的方向,需要阻尼的項(xiàng)目。