安通良品”主要致力于公路桥梁隧道涵洞产品研发,桥梁板式橡胶支座盆式橡胶支座桥梁伸缩缝装置请认准“安通良品”!咨询采购热线:151-3082-8567

安通公路桥梁配件厂

安通良品桥梁板式盆式橡胶支座
网站首页 > 新闻资讯 > 业界资讯

安通公路桥梁盆式橡胶支座应符合哪些硬性要求

2018-07-05 17:41:24 安通公路桥梁配件厂 阅读

安通公路桥梁盆式橡胶支座应符合哪些硬性要求151-3082-8567

安通公路桥梁盆式橡胶支座应符合哪些硬性要求151-3082-8567

2015年最新的潍坊GPZ盆式橡胶支座性能参数恒荷载和汽车荷载(含冲击系数)下边板橡胶支座反力(单位:KN) midas Civil 技术资料 GPZ盆式橡胶支座刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核) 11 图 12恒荷载和汽车荷载(含冲击系数)下中板橡胶支座反力(单位: KN) 可以看出,边板最大值为0.421 MN,中板最大值为0.344 MN。根据相关产品手册,选取多级水平力抗震 型盆式橡胶支座如下: 表 2 盆式橡胶支座性能参数 型号 [8]P41 ,47,54 橡胶支座高度 mm 临界水平位移(mm) 临界竖向位移(mm) [3] P4 竖向承载力 (kN) 水平承载力* (kN) 固定铰 JPZ (III)-0.5-GD 95 - 1.9 500 112.5 单向活动铰 JPZ(III)-0.4-DX 90 3 1.8 400 90 双向活动铰 JPZ(III)-0.4-SX 90 3 1.8 400 90 *水平承载力取竖向承载力的22.5% 各GPZ盆式橡胶支座水平位移限值取0.003m。另根据《04混规》8.4.5条,各橡胶支座的支 座转动角度不得大于0.02 rad。 4.3橡胶支座参数修正 由于《04混规》 [2] 中未提及盆式橡胶支座刚度的详细 计算方法,在此根据两本抗震规范,即式(13.2)-(13.3),得所选盆式橡胶支座各刚度值为(全局坐标方向):

潍坊盆式橡胶支座,潍坊GPZ2.0SX盆式橡胶支座刚度计算及设置双向活动橡胶支座结构示意图 (2)单向活动橡胶支座:顺桥向及 横桥向最大水平位移分别为300mm及3mm 图 2单向活动橡胶支座结构示意图 (3 )固定橡胶支座 潍坊盆式橡胶支座,潍坊GPZ2.0SX盆式橡胶支座刚度计算及设置,固定铰橡胶支座结构示意图 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置相关规范条文对盆式橡胶支座选用的规定 《04混规》 [2] 中第 8.4.5条:

盆式橡胶支座应符合下列要求:

(1)按竖向荷载(汽车计入冲击系数)标准值组合计算的橡胶支座承 压力Rck,与《公路桥梁盆式橡胶支座》 [3] 潍坊盆式橡胶支座,潍坊GPZ2.0SX盆式橡胶支座刚度计算及设置表中“设计承载力”比较选用; (2)固定橡胶支座在各方向和单向活动 橡胶支座非滑移方向的水平力标准值,不得大于该标准“设计承载力”的10% (抗震型橡胶支座不大于20%); (3)计 算的橡胶支座转动角度不得大于0.02 rad。 新版《公路桥梁盆式橡胶支座》 [4] P4规定橡胶支座的设计竖向承载力从 0.4MN至60MN共分为33级别。在竖向荷载作用下,橡胶支座压缩变形值不得大于橡胶支座总高度的2%。 2 利用 midas Civil模拟普通盆式橡胶支座 图 4静力线性分析中盆式橡胶支座的刚度设置 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核)

 在一般静力分析中,可通过定义边界条件 > 弹性连接 >一般(类型 )的方式较方便地模拟盆式橡胶支座,如图4所示。此时需要输入SDx,SDy,SDz,SRx,SRy, SRz,6项刚度数 值。前三项分别指单元局部坐标系下橡胶支座单元沿x,y,z三个方向的平动刚度;后三项分别指单元局部坐标系下 橡胶支座单元沿x,y,z三个方向的转动刚度。注意,弯桥建模中有时需要根据橡胶支座布置方向定义橡胶支座节点的局部坐 标系和BETA角。 普通潍坊盆式橡胶支座,潍坊GPZ2.0SX盆式橡胶支座刚度计算及设置的参数可按图4设定。图5为弹性连接的局部坐标示意图。 图 5弹性连接的 局部坐标系方向 3利用midas Civil模拟抗震型盆式橡胶支座 在抗震分析中,往往需考虑活动盆式橡胶支座的边 界非线性特性以反映橡胶支座的减振效应。以衡水橡胶股份有限公司生产的GPZ(KZ)系列公路桥梁抗震盆式橡胶支座 [5]P123为例,其隔震工作原理包含三个阶段:

首先,当橡胶支座水平力大于其设计竖向承载力的20%后,效能板开 始滑移,为第一道隔震作用;然后阻尼圈进入工作,发挥第二道减振作用;当地震冲击波超过一定极限时,该 系列的刚性抗震起到第三道隔震减振的作用。虽然抗震型盆式橡胶支座近些年已有较大发展,但由于缺乏试验 数据及理论模型,目前暂时无法在midas/Civil中准确模拟。下面仅根据相关桥梁规范,介绍如何在反应谱法及 时程法中简化地模拟盆式橡胶支座根据《08细则》 [6] 6.3.7及《城市抗震规范》 [7] 6.2.6规定,活动盆式橡胶支座的摩擦效应可采用双线性理想弹簧单元模 拟,如图6所示。 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置

盆式橡胶支座双线性理想恢复力模型 活动摩擦系数活动盆式 橡胶支座临界滑动摩擦力(kN)为 maxdFR (3-1) 式中,d为滑动摩擦系数,一般为0.02 [6]P26, [7] P32 或根据产品手册选取,R为潍坊盆式橡胶支座,潍坊GPZ2.0SX盆式橡胶支座刚度计算及设置所承担的上部结构重力(kN)。抗震型盆式橡胶支座的初始(弹性)水平刚度为 maxyyy F kx (3-2) 类似地,可以得到抗震型盆式橡胶支座的初始(弹性)竖向刚度计算公式 max,zzz Fkx (3- 3) 式中xy, xz为水平屈服位移,一般取橡胶支座临界滑动0.003 m [7] P32 由于Civil静力线性分析忽略非线性 边界单元,故采用反应谱法计算地震作用时,可通过边界条件 > 弹性连接 >多折线(类型)定义,具体可参考 弹性连接设置的相关技术资料。如图8所示。定义多折线时,程序默认(0,0)点为起点,第二个位移点按屈服 位移xy考虑,F(y)根据规范按式(3-1)计算,第三个点可输入最大位移限值,如0.05 m,F(y)保持不变。

非线性时程分析 与反应谱法的分析原理不同,弹塑性时程分析求解结构在地震波输入的每一时刻的相应。 因此需要将边界非线性特性按滞回模型考虑。在midas/Civil中使用边界条件 > 一 般连接 > 滞回系统 来模拟 非线性边界的滞回曲线。具体方法可参考 midas Civil非线性时程分析的相关资料。图7为midas Civil的滞回系统模型。 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核) 7 图 7 midas/Civil中的非线性边界“滞回系统” 根据图7的恢复 力模型,弹性刚度k可按式(3-2)结果输入。如水平力为90kN,则初始刚度为90/0.003=30000kN/m;屈服强度 为式(3-1)中的临界滑动摩擦力Fmax,比如竖向力为5000kN,则Fmax=5000x0.02=100kN;由于双线性理想模型 一般不考虑第二阶段折线的刚度贡献,屈服前后的刚度之比r可输入较小值,如1×10-5;

屈服指数(即滞回环 参数)可根据厂家指导输入或取程序默认值。 4 例题-盆式橡胶支座的模拟 4.1不同边界模拟方式 桥梁结 构建模时,准确模拟墩柱与梁体的连接情况至关重要。在此,为了对比说明四种边界模拟方式的差异,对弹性 连接(一般)与弹性连接(多折线)进行模拟。对于弹性连接的一般连接,本例采用“多橡胶支座节点模拟”的方 法:首先,在盆式橡胶支座的下端建立节点,将这些节点按固结约束考虑。这是一种模拟实际情况的建模方法。即 考虑在墩顶位置墩柱与盆式橡胶支座间是完全约束的,不允许发生任何位移及转角;其次,复制刚建立好的橡胶支座节 点至横梁底标高位置(盆式橡胶支座顶端),将其与盆式橡胶支座底端节点用 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核) 9 图

测试用外加荷载:20000kN(或200kN) 为了说明两种边界 条件设置方法的差异,现于节点17分别施加整体坐标系X方向的20000kN及200kN水平力(图9)进行测试,对比 结果汇总如表1所示 表 1两种弹性连接在不同外荷载作用下结果差异对比 节点 荷载 工况 17号节点荷载 kN DX (mm) DY (mm) DZ (mm) FX (kN) FY (kN) FZ (kN) 500 (位移) 479 (反力) cLCB22 -200 弹性连接(一般) -0.29 -0.02 -0.17 8.61 0.62 38.74 弹性连接(多折线) -0.29 -0.01 -0.18 8.62 0.42 39.07 -20000 弹性连接(一般) -3.22 -0.84 2.63 96.63 25.06 -584.43 弹性连接(多折线) -3.10 -0.76 3.68 90.00 22.82 -400.00 对比发现多折线类型的弹性连接能够考虑结构超过弹性位移极值后的刚度折减。当水平力较小(200kN )时,由于 SDx, SDy, SDz三个方向线位移均未超过输入的弹性位移限值,两种弹性连接类型得到的效应值相近;当水平力 增大后(20000kN)

多折线模型的弹性位移结果超过了设定的位移限值,计算结果较之弹性连接(一般)模型 得到的结果有明显不同。说明弹性连接(多折线)能更精确模拟实际盆式橡胶支座的受力特点。 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核) 10 4.2模型简介及橡胶支座初选 已某单跨简支先张空心板梁桥为例,进一 步说明如何选取橡胶支座。模型具体参数详见参考文献[7]例题一。考虑桥面较宽,橡胶支座布置方式如图错误!未找到 引用源。所示。 图 10 铰橡胶支座布置图 以上述方式形成边界条件后,按照图4的方式,将被约束的自由度刚 度设为1×107KNm,其余均设为0。在恒荷载和汽车荷载(考虑冲击系数)组合下,算得边板及中板的橡胶支座反力 如图11、12所示。

2015年最新的劣质橡胶支座受压破坏后的情况分析如下当前频发的桥梁橡胶支座质量事故令人担忧。通过介绍橡胶支座的用途、品种与构 造特点以及我国所颁布的橡 胶支座产品技术标准,阐述橡胶支座质量检测的重要性,呼吁政府主管部门、工程设计、施工、监理、生产厂 家等,加强对橡胶支座的生产质量管理,防止事故隐患。开发了球冠板式橡胶支座,其构造特点是在圆形板式橡胶支座上面设置了球冠构造,球冠高度有

其优点是受力明确,抗剪变形能力大于一般的板式橡胶支座。一般用于跨度’&以 下的铁路桥梁和跨度&左 右的公路桥梁。 盆式橡胶支座 有抗震型盆式固定橡胶支座和测力盆式橡胶支座两种。主要用于特大型铁路、 公路桥梁,设计反力达到,铁科院为南京长江二桥北汊桥研制的跨度&的箱梁支座,设计反力达到。盆式橡胶支 座的主要构造特点,一是将橡胶块放置在钢制的凹形金属盆内,由于橡胶处于侧向约束状态,大大提高了支座 的承载能力;二是利用嵌放在金属盆顶面的四氟乙烯板与不锈钢滑板相对摩擦系数小的特性,来保证支座能满 足桥梁的水平位移的要求。梁的转动也通过盆内橡胶块的不均匀压缩来实现,对特大跨度桥梁特别有利,具体 构造见图。

京沪高速公路某大桥,采用了个厂家的球冠板式橡胶支座。年初施工安装, 年上半年通车,年月 发现桥面大梁在支座处下陷,检查发现是橡胶支座破坏引起,全面检查后发现全桥有&’的橡胶支座损坏。年月 至月用了个月时间,在不中断交通的情况下全部更换,耗资多万元。特别提醒大家注意,仅使用年半时间,寿 命如此短暂,不能不引起重视。 受江苏省高速公路指挥部委托,将拆换下的三家支座进行全面检测,其中有两 家生产的均属劣质产品,只有一家的产品基本合格。图’为支座未从桥墩上撤换下来以前拍摄的支座损坏情况 ;图为在东南大学结构实验室对支座进行解剖后,可以看到的极不规则的内嵌钢板;

图为从桥墩上撤下的 劣质橡胶受压破坏后的情况。 图板式橡胶支座在使用中被压坏 图 橡胶支座解剖显示劣质内置钢板 图橡胶支座破坏情况 橡胶支座的选用和安装 橡胶支座的设计和选用,应根据 桥梁的不同类 型、跨度、使用荷载等级、抗震等级等因素来确定,不 可盲目选用。尤其是荷载等级不能搞错 ,对于特殊部位如弯桥等应特殊设计。某高速公路的互通立交桥和跨河大桥上的支座,由于设计图纸上选用错 误,有关部门发现后,不得不将已安装好的支座全部撤换,造成很大的经济损失。此外,橡胶支座的安装工艺 和安装部位的构造措施亦十分重要,例如球冠板式橡胶支座的上承压板应有与球冠高度相对应的球面,保证几 何位置对中,防止移位;构造上有四氟板的,四氟板的凹洞中应涂硅脂,安装时与钢板接触面不能有水泥砂浆 或其他杂物而增加支座摩擦力。橡胶支座的产品质量标准和检测项目 我国已颁布的部颁行业标准 铁道部行业 标准《铁路桥梁板式橡胶支座 规格系列》; 交通部行业标准《公路桥梁板式橡胶支座成品力学性能检 验规则》和《公路桥梁板式橡胶支座》产品标准;建设部行业标准《建筑隔震橡胶支座》(./-) ;建设部《建筑工程隔震减震产品市场准入 管理暂行规定实施细则》(试行)建抗震第号;

上海市企业标准 《桥梁球冠圆板式橡胶支座》0&1234-。 橡胶支座的质量管理和安装工艺注意事项 建设部年颁布了橡胶支座市 场准入证制度是正确的决策,随后浙江省、江苏省、上海市于年都采取了这一制度。执行市场准入证制度,应 该是组织专家到生产厂家考察,随机抽样检测,合格者方可领取准入证,不能走过场。橡胶支座进入施工现场 后,一定要进行产品质量抽检,检验合格后方可使用。 上述某大桥橡胶支座事故的出现,原因很多,除了橡胶 支座本身质量伪劣外,就是未经检验就使用,还有施工安装不规范(四氟滑板与钢板之间有很多水泥砂浆), 显然增加了支座摩擦力,设计上存在支座安装部位构造措施不合理等其他问题。橡胶支座的质量检测项目与 检测难点质量检测项目主要是支座的外观,几何尺寸,力学性能,解剖检验(构造是否合理、橡胶层厚度、金 属板厚度等)橡胶成份等。目前难度最大的有个:一是极限承载力试验,目前国内大于56的试验设备很少,对 承载力大于56的支座检测有一

橡胶支座的应用前景与质量忧患周明华 万方数据定困难。二是支座的水平力抗剪性能试验,要求伺服控制,投入大。三是橡胶的化学成份鉴别有一定难度。据 了解,目前国内还没有单位能做。橡胶的选用,对橡胶支座产品质量影响很大,交通部行业标准中规定了种橡 胶品种:氯丁胶、天然橡胶和三元乙丙胶,其中氯丁胶最好,不易老化,使用寿命长,但价格比天然胶贵倍。 由于目前投标是采取的低价中标政策,所以生产厂家多数选用是天然胶,天然胶比氯丁胶相对容易老化。严重 的还有很多是再生胶,检测时很难判别。所以市场上有很多是不合格产品,一定要坚持先检验后使用的原则, 防患于未然。

对于橡胶支座的主要力学性能:抗压弹性模量、抗剪弹性模量、水平抗剪倾角、不锈钢板摩擦系 数、极限抗压强度等是支座进入施工现场后决定能否使用的重点检测指标。其检测规则和检测方法主要参照交 通部行业标准(&’)执行,检测方法主要取决于合理的检测设备和检测人员的规范操作,防止误判。 结 语 由于橡胶支座具有许多突出的优点,而在桥梁 工程和建筑工程中获得广泛应用。当前在大量推广应用橡胶支座 的情况下,应特别重视橡胶支座产品质量,保证橡胶支座有’年的使用寿命。为此建议如下: 橡胶支座应按国 家颁布的产品标准和技术指标要求组织生产。

建议采用氯丁胶生产,保证橡胶支座有较长的使用寿命。 橡胶支座进入施工现场后,监理部门和施工单位应严格抽样检验,合格后方可使用。()橡胶支座的检验严格按交通 部颁布的’行业标准中的检验规则执行,检测设备及检验方法应规范,防止误判。 橡胶支座的设计选用和施 工安装是保证橡 胶支座安全使用的

 固定铰 DX、DY方向:刚性; 固定铰DZ方向: max,500 263.15791.9 z z Fx  kN/mm; midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核) 12 单向活动铰非约束方向: max,90 303 xxF x kN/mm;约束方向:刚性; 单向活动铰DZ方向: max,400 222.2221.8 zz Fx  kN/mm; 双向活动铰DX、DY方向: max,90 303 xxFx   kN/mm; 双向活动铰DZ方向: max,400 222.2221.8 zz Fx  kN/mm; 所有盆式橡胶支座RX、RZ方向均按 刚性考虑,RY方向按释放(0 kN/mm)考虑。GPZ盆式橡胶支座刚度值设置如表3所示 表3 节点弹性支承设置结果(单位: kN/mm) SDZ SDY SDX SRZ SRY SRX 固定铰 1E19 1E19 263.158 1E19 0 1E19 X向活动铰 30 1E19 222.222 1E19 0 1E19 Y向活动铰 1E19 30 222.222 1E19 0 1E19 双向活动较 30 30 222.222 1E19 0 1E19 若需进一步考虑地震作用,则所选橡胶支座尺寸可能需要调整。

如按更新的橡胶支座刚度值计算某E1地震作用下 的反力及位移结果如图13、14所示。最大水平力为230KN > 112.5KN,需增大橡胶支座型号重新试算。 图 13 橡胶支座水平反力(顺桥向)结果 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核) 13 图 14橡胶支座水平反力(横桥向)结果 5小结 盆式橡胶支座刚度设定 比较直观,通常只需设置六个自由度上的刚度值即可。如果考虑橡胶支座的滑移性能,可用填入“0”或一“较大数 (一般不超过1E7kN/m)来模拟;如果需要考虑橡胶支座的摩擦滑移性能,可以通过“弹性连接(多折线)”输入弹 性位移限值来考虑。

此时弹性位移限值可参考《城市桥梁抗震设计规范》6.2节的内容。 边界 条件 > 弹性连接(类型:一般)连接,根据前述按实际需要输入弹性连接/一般连接的 midas Civil 技术资料 盆式橡胶支座-刚度计算及设置 北京迈达斯技术有限公司 桥梁部 王亮(编) 唐晓东(核) 8 刚度值;最后,用midas/Civil中 边界条件 > 刚性连接,以主梁节 点为主节点,橡胶支座顶部单元为从属节点,建立橡胶支座顶端节点与主梁单元节点之间的联系。这种模拟将主梁节点 与橡胶支座顶部节点形成一个受力整体,能够较真实地模拟橡胶支座上下连接的受力情况。弹性连接(一般)及弹性连 接(多折线)设置如图8所示

盆式橡胶支座的国家标准介绍151-3082-8567



标签:   桥梁盆式橡胶支座
Powered by MetInfo 5.3.19 ©2008-2020 www.metinfo.cn