支座,是指支承工程结构和传力的装置,按受力性能一般可分为(1)固定铰支座,能适应结构支承端转动而不能移动,可承受任意方向力,但不能承受弯矩;(2)活动铰支座,简称活动支座,既能承受支承端转动,也能作水平移动,能保证结构物在温度或混凝土收缩、徐变作用下自由变形,仅承受铅垂力而不受水平力或弯矩;(3)固定支坐,支承端不能转动或移动,可承受弯矩或各方向力。
板式橡胶支座(GJZ、GYZ系列)由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。该有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台;有良好的弹性以适应梁端的转动;有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移;具有构造简单、安全方便、节省钢材、价格低廉、养护简便、易于更换等特点。有良好的防震作用,可减少动载对桥跨结构与墩台的冲击作用。
球形钢支座传力可靠,转动灵活,它不但具备盆式橡胶支座承载能力大,容许支座位移大等特点,而且能更好地适应支座大转角的需要,与盆式支座相比具有下列优点:1.球形钢支座通过球面传力,不出现力的缩颈现象,作用在混凝土上的反力比较均匀。
2.球形钢支座通过球面聚四氟乙烯板的滑动来实现支座的转动过程,转动力矩小,而且转动力矩只与支座球面半径及聚四氟乙烯板的摩擦系数有关,与支座转角大小无关,特别适用于大转角的要求,设计转角可达0.05rad.
3.支座各向转动性能一致,适用于宽桥、曲线桥
4.支座不用橡胶承压,不存在橡胶老化对支座转动性能的影响,特别适用于低温地区
盆式橡胶支座盆式橡胶支座的工作原理是利用半封闭钢制内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的性质。盆式橡胶支座的工作原理是利用半封闭钢制内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的性质。来实现上部结构的转动;同时依靠中间钢板上的四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低摩擦系数来实现上部结构的水平位移。从实验的数据来说,橡胶处于三向约束时的状态时的抗压弹性模量为5x10kg/cm。比无侧向约束的抗压弹性模量增大近20倍,因而支座承载能力大大提高,解决了普通橡胶支座的水平位移,大的转角要求的新型产品。盆式橡胶支座分双向活动支座、单向活动支座还有固定支座。双向活动支座:具有竖向转动和纵向与横向滑移性能,称为SX。单向活动支座:具有竖向转动和单一向滑移性能。
PZ(2009)桥梁盆式橡胶支座是依据中华人民共和国交通行业标准《公路桥梁盆式橡胶支座》(标准号JT391-1999)及公路工程抗震设计规范(JTJ004-89),在盆式橡胶支座的基础上增加了消能和阻尼措施。
GPZ(2009)桥梁盆式橡胶支座包括固定支座和单向活动支座两种型式,和与之配套使用的还有双向活动支座。支座规格按JT391-1999要求分为31级。支座竖向设计承载力、支座转角、支座摩擦系数及位移均按标准要求设计。仅固定支座各方向和单向活动支座非滑移方向的水平力由原支座设计承载力的10%提高至20%。
目前,国内外采取的是刚性抗震法和柔性减震法,刚性抗震需增大结构(包括基础结构和抗震支座结构)尺寸,柔性减震的特点是: 减震性能好而刚度较小,在较大地震波的情况下有被破坏的可能。该系列支座采取了刚、柔结合等有效抗震措施,增大了支座的耗能能力,极大的改善了支座的抗震性能,因此地震发生时可提高桥梁的抗震能力,限度的限制了桥梁上下部结构之间的相对位移,减小了地震力的放大系数。非地震时等同一般盆式橡胶支座使用。
由于GPZ(2009)桥梁盆式橡胶支座设计有固定支座和单向活动支座,两种型式支座配合使用比仅在桥梁固定墩上设置抗震支座对提高全桥结构的抗震能力是不言而喻的。
结构形式
GPZ(2009)桥梁盆式橡胶支座,主要由上座板、消能板、密封圈、橡胶板、底盆和阻尼胶圈等组成。GPZ(2009)DX(单向活动抗震盆式橡胶支座)还有中间钢板、四氟滑板、不锈钢滑板及侧向滑移装置等。减震原理主要是当支座水平力大于支座设计竖向承载力的20%后,消能板开始滑移,起到道隔震效果;然后阻尼圈发挥第二道阻尼效果,支座起到抗震作用;当地震冲击波超过一定极限时,该系列的刚性抗震起到了第三道抗震效果。