一、產(chǎn)品介紹
盆式橡膠支座的應(yīng)用,推進了我國橋梁技術(shù)的進步,目前已成為我國大跨度公、鐵路橋梁主要的一種支座型式。但隨著我國高等級公路的大量修筑和城市立交橋、高架橋的大量新建,需要一種轉(zhuǎn)動更加靈活,能適應(yīng)曲線橋、斜橋的新型橋梁支座——球型鋼支座。
QZ系列球型鋼支座嚴(yán)格執(zhí)行中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17955-2000《球型支座技術(shù)條件》,同時還參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會CEN/TC 167技術(shù)委員會1993年8月頒布的結(jié)構(gòu)物支座標(biāo)準(zhǔn)草案第七篇“球型和柱型聚四氟乙烯支座”和第二篇“滑動部件”、英國標(biāo)準(zhǔn)BS 5400《鋼橋、混凝土橋及結(jié)合橋梁》第九篇“橋梁支座”的規(guī)定。
二、代號
示例:QZ20000SX—e±100—θ0.02,表示設(shè)計豎向承載力20000kN,位移量為±100mm,轉(zhuǎn)角為0.02rad的雙向活動球型鋼支座。
三、結(jié)構(gòu)型式及工作原理
球型鋼支座由上支座板(含不銹鋼板)、下支座板、球形板和聚四氟乙烯滑板(平面和球面各一塊,以下簡稱四氟板)等組成。
雙向活動球型鋼支座(代號SX)結(jié)構(gòu)示意見圖1;
單向活動球型鋼支座(代號DX)結(jié)構(gòu)示意見圖2;
固定球型鋼支座(代號GD)結(jié)構(gòu)示意見圖3。
球型鋼支座的位移,由上支座板與平面四氟滑板之間的滑動來實現(xiàn)。通過在上支座板上增設(shè)導(dǎo)向槽或?qū)颦h(huán)來約束支座的單向或多向位移,可以制成球型鋼支座的單向活動支座和固定支座。
球型鋼支座通過球形板與球面四氟滑板之間的滑動來滿足支座轉(zhuǎn)角的需要。
四、支座特點
球型鋼支座傳力可靠,轉(zhuǎn)動靈活,它既具備盆式橡膠支座承載能力大、位移量大等特點,而且能更好地適應(yīng)對支座轉(zhuǎn)角大的需要。與盆式支座比具有下列特點:
1、球型鋼支座通過球面?zhèn)髁Γ怀霈F(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象,作用在混凝土上的反力比較均勻;
2、球型鋼支座通過球面四氟滑板的滑動來實現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動過程,故轉(zhuǎn)動力矩小,且轉(zhuǎn)動力矩只與球面曲率半徑及四氟的摩擦系數(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)計轉(zhuǎn)角可達0.06rad以上;
3、支座各向轉(zhuǎn)動性能一致,適用于寬橋、曲線橋、坡道橋、斜橋及大跨徑橋梁;
4、球型鋼支座不用橡膠承壓,不存在橡膠老化對支座轉(zhuǎn)動性能的影響,特別適用于低溫地區(qū)。
五、支座的技術(shù)性能
1、支座反力(豎向承載力)分為21級:1500,2000,2500,3000,3500,4000,4500,5000,6000,7000,8000,9000,10000,12500,15000,17500,20000,22500,25000,27500和30000kN。
2、支座設(shè)計轉(zhuǎn)角為0.01至0.06rad。
3、支座設(shè)計位移量:
活動支座順橋向: e=±50,±100,±150,±200和±250mm
雙向活動支座橫橋向: e′=±40mm
位移量還可根據(jù)橋梁實際需要而調(diào)整。
4、活動支座設(shè)計摩擦因數(shù)
在支座豎向設(shè)計荷載作用下,聚四氟乙稀板有硅脂潤滑條件下的設(shè)計摩阻因數(shù)取值如下:
常溫(-25℃~+ 60℃):u=0.03
低溫(-40℃~-25℃):u=0.05
5、支座適用溫度范圍-40℃~+ 60℃。
6、支座可承受的水平力:
固定支座和單向活動支座約束向所承受的水平力為支座豎向設(shè)計荷載的10%。
六、主要材料性能指標(biāo)
1、聚四氟乙烯板應(yīng)采用新鮮純料模壓而成,原材料采用SFB-2牌號,其主要力學(xué)性能指標(biāo)符合GB/T 17955-2000《球型鋼支座技術(shù)條件》的相關(guān)規(guī)定。聚四氟乙烯原料的平均粒徑不得大于50μm,模壓成型壓力不得小于30 MPa。其物理機械性能見下表:
項 目 | 試驗標(biāo)準(zhǔn) | 性能要 |
密 | GJB 3026 | 2140~2200kg/m3 |
拉伸強度 | GJB 3026 | ≥29MPa |
斷裂伸長 | GJB 3026 | ≥300% |
2、支座采用的不銹鋼板為1Cr18Ni9Ti精軋或鏡面板,其化學(xué)成份及力學(xué)性能應(yīng)符合GB/T 3280-92的有關(guān)規(guī)定。鋼板表面加工等級應(yīng)符合No.4拋光精整表面組別的要求。不銹鋼板表面處理的粗糙度Ra不得超過1μm,表面硬度應(yīng)為HV150~HV220。
3、支座滑移面選用5201-2硅脂,其性能在支座使用地區(qū)的溫度變化范圍內(nèi)應(yīng)保持不變,對支座各部件無害,并具有良好的抗臭氧、防腐蝕及防水性能。其技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)符合HG/T 2502-93的有關(guān)規(guī)定。
4、鑄鋼件化學(xué)成份和熱處理后的機械性能及沖擊韌性符合GB/T 11352-89的有關(guān)規(guī)定。鑄鋼件應(yīng)逐個進行超聲波探傷檢驗,其探測方法及質(zhì)量評級方法按GB/T 7233-87的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,要求達到I級鑄件。
5、碳素結(jié)構(gòu)鋼選用Q235B,其化學(xué)成份和力學(xué)性能符合GB/T 700-88的有關(guān)規(guī)定。
6、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼選用45#,其化學(xué)成份和力學(xué)性能符合GB/T 699-88的有關(guān)規(guī)定。
7、球形板凸球面上鍍硬鉻,厚度不小于100μm。硬鉻用基層鋼材不得有表面孔隙、收縮裂紋和疤痕,鍍鉻層應(yīng)滿足GB/T 11379-1989的常規(guī)鍍層要求。鍍鉻后表面必須進行拋光處理,處理后表面粗糙度Ra不得超過1.6μm。