摩擦摆支座抗拉拔设计及有限元分析

为了使摩擦摆支座应用到地震强震区和飓风较多区域的桥梁结构上,研究了一种新型抗拉拔摩擦摆支座。通过建立抗拉拔摩擦摆支座有限元计算模型,分析了该支座在地震工况下的抗拉拔特性及隔震效果。结果表明:该抗拉拔摩擦摆支座具有抗拉拔功能和阻尼耗能特性,且隔震效果十分显著。这种支座构造简单、易于更换,可提高桥梁上部结构的抗拉拔能力,避免发生倾覆破坏。     

高精度悬挂式单轨交通桥梁支座设计

针对悬挂式单轨交通桥梁的功能要求,提出高精度悬挂式单轨支座的设计方案,通过控制各装配结构之间的间隙和变形满足高精度要求,通过优化转动块结构满足抗拉拔功能,并完成有限元分析、样品试制及系列试验。结果表明支座受力和变形均匀,各项力学性能及功能均满足设计和标准要求且支座具有构造简单、结构紧凑、装配精度高、抗拉拔性能好的优点,可以为相关的悬挂式单轨交通桥梁工程建设提供参考。     

抗拉拔盆式橡胶支座结构研究

介绍了一种澳大利亚桥梁工程中使用的抗拉拔盆式橡胶支座,并以1 200 kN纵向型抗拉拔盆式橡胶支座为例,通过结构分析及力学计算,说明了设计方法;利用有限元分析及型式试验,验证了结构可行性。基于计算结果提出了改进措施,总结出针对不同水平载荷要求及不同生产批量要求的抗拉拔支座结构,为国内抗拉拔盆式橡胶支座设计提供了思路。     

球型支座与上下部结构之间特性研究

采用轴对称有限元模型,加入桥跨及混凝土墩台结构,对10 MN球型支座进行了非线性接触有限元分析,确定了桥跨结构梁体合理厚度模型.研究了支座与混凝土墩台之间摩擦系教对支座的性能影响,建议摩擦系数取值为0.4左右;对比研究试验工况与实际工况下支座应力与变形情况,两者之间有一定差距,对试验数据要正确合理地采用.     

桥梁大阻尼双曲面球型减隔震支座设计研究

以满足高烈度地震区大跨度连续梁桥抗震设计为目的,综合考虑桥梁支座地震位移、减隔震效果和支座抬高量等因素,设计将三摩擦副双曲面球型减隔震支座与黏滞阻尼器组合,形成大阻尼双曲面球型减隔震支座,以期达到两种产品结构集成和功能集成的效果。通过建立有限元计算模型,对双曲面球型减隔震支座和大阻尼双曲面球型减隔震支座的使用情况进行对比分析,并进行大阻尼双曲面球型减隔震支座试验,结果均表明大阻尼双曲面球型减隔震支座具有更好的减震性能。     

球形支座低温试验方法设计及试验结果分析

球型支座低温性能是高寒地区桥梁结构安全性判定中重要的参数。传统的常温试验方法无法测试出球型支座的低温力学性能,因此设计球型支座低温试验方法并对其低温性能进行研究非常有必要。详细阐述球型支座在-50℃低温条件下的抗冷冻性能、竖向承载性能、摩擦系数、水平承载力及转动性能的试验装置和试验方法、试验结果。通过对低温试验结果与常温23℃试验数据进行分析比对表明,随着温度降低,球型支座摩擦系数和转动力矩变大,其他性能受低温影响不明显,这对球型支座的研发和试验有一定的指导作用。     

耐磨板对球型支座受力性能的影响

为了研究耐磨板对球型支座受力性能的影响,分别建立了无耐磨板、采用PTFE(聚四氟乙烯)及采用UHMWPE(超高分子量聚乙烯)作为耐磨板的球型支座有限元计算模型,并针对各种使用工况进行分析计算和比较。结果表明:使用UHMWPE耐磨板在改善球型支座的受力方面与使用PTFE耐磨板作用相似,均消除了支座接触部位之间的应力集中,使支座受力更均匀,而且由于UHMWPE耐磨板在密度、耐磨和承载能力等方面的优良特性,特别值得在桥梁支座领域进行大规模的推广和应用。     

基于ABAQUS非线性接触分析的球型支座转动性能及结构分析

采用大位移非线性接触有限元分析方法,对常用规格球型支座的转动性能及结构进行分析,并与常规力学模型分析结果进行比较,验证了球型支座转动力矩与正压力、摩擦系数、球面半径和转角的关系,说明转动力矩与转角大小几乎无关,但不同转角下支座各部件应力相对于无转动时有较大增加,最大可增加30％,设计时必须考虑,以保证球型支座的安全使用.根据实际情况合理地增大球面四氟板厚度和球面曲率半径可以有效改善球型支座的性能.     

一种新型单向滑动球型支座性能与试验研究

研究了一种新型单向滑动球型支座。在结构形式上滑动套环结构将支座的滑动面和转动面分离,支座受力更简明;倒置安装支座,将支座水平滑动面设置在支座下方,能更精确地模拟简支效果。对其进行多项性能测试,性能优于GB17955中的相关要求,验证了该球型支座的设计合理性。建立了球型支座的简化工程力学模型,并结合工程算例,使用有限元方法分别分析了两种球型支座模型的使用效果,将结果与简支梁的理论解对比,分析表明使用该球型支座能更好地使桥梁支反力趋向理论值。     

大吨位和大位移球型支座设计

大吨位、大位移球型支座常用于大跨度斜拉桥、拱桥等重要桥梁工程中,作为桥梁上部结构与下部结构的连接单元,其设计的先进性、合理性、结构的耐久性受到越来越多的关注.从结构设计的角度,对大吨位、大位移球型支座的耐久性设计、支座与梁端和墩台的连接以及滑板材料的选择进行了阐述.     

九度地震区近断层高速铁路简支梁桥减隔震支座系统研究

通过对渝昆(重庆—昆明)高速铁路九度地震区近断层地震动人工地震波进行反应谱分析,发现近断层地震动比远场地震动对高速铁路简支梁桥结构安全威胁更大,提出采用双曲面球型减隔震支座+剪力榫组合的减隔震支座系统进行抗震设计,并对其减震原理予以阐述。以近断层人工地震波为地震动输入,分别对10 m高实心墩和20 m高空心墩的五跨简支梁进行非线性时程分析。以普通支座作为参照,对比分析双曲面球型减隔震支座和双曲面球型减隔震支座+剪力榫组合的减隔震支座系统的减震性能。结果表明,九度地震区近断层高速铁路简支梁桥须采用减隔震支座系统才能满足结构抗震设计要求。     

于家堡火车站穹顶网壳双铰支座设计

研究目的:于家堡火车站是新建京津城际延伸线终点站,穹顶是由36根正反螺旋型网格相互编织而成的单层网壳结构。网壳网格形式特殊新颖且跨度达143 m,整个结构受力非常复杂。本文旨在根据网壳结构的整体受力特点和边界条件,确定网壳合适的支座方案。研究结论:(1)支座是网壳结构与下部支承结构连接的关键构件,支座方案的优劣直接关系到网壳边界条件假定是否成立;(2)在确定支座的反力时,既要考虑支座的转动中心与计算模型转动中心不重合引起的附加弯矩的影响,也要考虑罕遇地震工况组合下的反力;(3)穹顶的双铰支座由沿底环梁形心联合转动的底面球型钢支座和侧面球型支座组成,两个支座的中间球面板具有相同的曲率半径,其满足计算假定的边界条件,是一种新型的支座方案;(4)对双支座进行有限元分析和缩尺的加载及转动试验,结果均验证了支座各组成部件的应力和转动性能满足设计要求;(5)双铰支座方案的研究成果可供类似单层网壳结构参考。     

高烈度地震区曲线连续梁桥的减隔震方案研究

结合高烈度区铁路曲线连续梁桥的工程实例,通过引入减震率对铅芯隔震橡胶支座、双曲面球型减隔震支座以及双曲面球型减隔震支座+黏滞阻尼器3种减隔震方案进行对比分析。结果表明:在多维地震动作用下,3种减隔震方案均具有良好的减震效果,采用双曲面球型减隔震支座+黏滞阻尼器的方案既可有效发挥双曲面球型支座摆动摩擦耗能,又可通过黏滞阻尼器限制最大位移,从而减少了双向耦合作用,延长了结构周期。同时,该方案可有效减少固定墩的最大地震响应,将地震荷载均匀分配至各墩,并充分发挥双曲面球型隔震支座的自复位功能,对震后的修复十分有利,是最优方案。     

铁路桥梁球型支座

桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的"关节"部件,是桥梁结构的重要组成部分,其性能优劣直接影响整座桥梁甚至整条线路的运营状态及使用寿命。对球型支座的结构设计、经济技术指标、材料选择、生产加工控制及检测试验等内容进行介绍,为球型支座在铁路桥梁上的进一步应用提供参考。     

客运专线桥梁中减隔震技术应用研究

研究目的:基于某客运专线铁路桥梁穿越地震断层带,研究桥梁采用合理的设计理论、方法及有效安全的抗震或减隔震措施,完成在发育区域性地质断层带内的桥梁抗震设计。研究结论:依据实际地质情况,采用反应谱法和时程法,计算比较了桥梁使用普通盆式支座与双曲面球型减隔震支座地震反应的差异,结果表明双曲面球型减隔震支座可大幅降低墩顶的水平地震力,并能满足桥梁在区域性地质断层带内结构大变位的要求,为桥梁下部结构优化设计提供依据,并产生很好的经济效益和社会效益。双曲面球型减隔震支座首次应用于跨越地质断层带的客运专线桥梁工程中,希望为今后铁路桥梁在跨越复杂地质区域及地震高烈度区域提供设计依据,也为今后相关设计规范、标准的修订提供技术支持。     

耐磨板整板与分体式设计对高速铁路桥梁球型支座性能影响的试验研究

铁路桥梁球形支座的耐磨板主要有两种设计方式,一种是整体式,一种是分体式。研究两种不同的耐磨板设计对支座性能的影响,对于球型支座的应用具有重要意义。基于大量的球型支座力学性能试验,对多项力学性能的试验结果进行了对比、分析与总结。研究表明,采用整体式耐磨板的球型支座,在性能上优于采用分片式的球型支座。     

铁路桥梁球型支座基本力学性能试验结果分析

为了解目前行业内铁路桥梁球型支座的基本力学性能水平,选取2017年—2019年共计150个球型支座样本进行竖向承载力试验、活动支座摩擦因数试验、支座转动力矩试验,分析竖向压缩变形、平面摩擦因数、球面摩擦因数3项技术指标.结果表明:球型支座的竖向压缩变形及平面摩擦因数的质量控制普遍稳定;球面摩擦因数波动较大,有超出设计要...     

成昆铁路矮塔斜拉桥减隔震体系研究

成昆铁路金沙江大桥位于高烈度地震区，为跨度超过200 m的预应力混凝土矮塔斜拉桥，其减隔震体系关系到铁路运行的安全稳定性。为优化金沙江大桥的减隔震体系，利用MIDAS Civil软件对其支座结构进行有限元建模和计算，分析双曲面球形减隔震支座和三摩擦副双曲面球型减隔震支座及剪力榫结构的动力时程结果。研究结果表明：在罕遇地震下，双曲面球形减震支座结构能够有效减少主塔的墩底剪力和墩底弯矩，其位移大于400 mm,而桥梁纵向伸缩缝尺寸为300 mm,因此支座不满足桥梁纵向位移要求；三摩擦副双曲面球型减隔震支座墩底弯矩增大，墩顶位移和墩底剪力显著减小，墩顶位移为236 mm,小于纵向伸缩缝尺寸，桥墩间的内力相近，减小梁端伸缩量，有利于全桥的内力分布、梁端伸缩装置的设置及列车的平稳运行。     

八度地震区铁路大跨度连续梁桥减隔震设计

长联大跨连续梁质量较大,采用延性抗震设计方法难以满足桥梁抗震的需求.以宿淮(宿州—淮安)铁路跨徐洪河主桥大跨度连续梁为例,采用双曲面球型减隔震支座和黏滞阻尼器并联的减隔震体系进行抗震设计,通过对比分析减隔震方案与传统抗震方案的地震动响应,选定双曲面球型减隔震支座的球面曲率半径、摩擦因数、水平极限荷载、位移,以及黏滞阻尼...     

沙尘侵入对铁路桥梁支座摩擦因数的影响试验研究

介绍了对球型支座进行沙尘侵入影响研究的必要性,并结合我国新疆地区实际沙尘情况,设计了一套试验方案。针对球型支座静摩擦因数随侵入沙尘量的变化情况进行试验研究,验证含沙量对支座短期静摩擦因数的影响。试验结果表明支座短期摩擦因数对沙尘侵入较为敏感,较少的沙尘就可使支座平面摩擦因数超过标准容许值。据此对支座提出了采用全密封防沙尘结构的建议。