桥梁模数式伸缩装置的剪切位移弹簧性能控制指标的试验研究

剪切位移弹簧是模数式伸缩装置中的位移控制系统的重要弹性元件,其主要作用是当伸缩装置两端发生位移时,通过剪切位移弹簧橡胶的剪切变形,调整中梁位移间距的均匀性。本文通过对试验样品的抽样试验研究,对剪切位移弹簧质量控制指标和检测方法进行了探讨。提出了对剪切位移弹簧质量控制采用剪切刚度、剪切疲劳和剪切极限等三个技术指标作为产品质量控制的依据。     

桥梁支座的设计和施工(续)

二、橡胶支座的设计和施工(一)橡胶支座的性能1.对竖直荷载的承压性能竖直荷载作用在橡胶板上时(如图18所示),板会出现压缩变形,并向自由侧面挤出,仅有橡胶板时,橡胶板与承压面之间的摩擦力不能抵抗挤出力,故呈膨出现象(图18.b)。     

钢平台在公路独柱墩桥梁支座更换中的应用

桥梁支座将桥梁上部结构的反力和变形可靠地传递至桥梁下部结构,是桥梁结构的重要组成部分。然而,由于支座形式的更新换代、内在质量问题、使用寿命以及未能正确安装等原因,使许多支座不得不进行更换。中国早期修建的高架桥多采用独柱墩形式,未预留支座更换空间。搭设支架工作量较大,同时对支架的强度、刚度和稳定性以及地基处理等要求较高,施工难度和精确控制较难。该文采用钢结构平台对支座进行更换时可避免搭设支架的各种不利因素,为独柱墩支座更换提供了一种新的思路。     

基于接触非线性的特大吨位球型支座有限元分析

支座是支承和连接桥梁上、下部结构的重要装置.它将上部结构的恒、活载传递给墩台,并根据计算假定适应或者约束上部桥跨结构产生的水平和转角变位.考虑到上部结构为钢桁架结构,球型支座不仅受力巨大且支点受力复杂.将常规放置在上方的球冠衬板倒置,支座水平滑移面从上方移至下方.根据支座结构和桥梁设计支座技术要求,建立支座有限元模型,运用接触分析更精确地对支座进行有限元分析.有限元计算结果表明,支座受力控制构件平面四氟板与曲面四氟板满足设计要求.     

地震中斜拉桥支座脱空现象及控制方法研究

为了探讨地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其对结构地震响应的影响,分析支座脱空的影响因素。根据一座独塔斜拉桥建立考虑支座脱空的全桥三维非线性有限元模型,以7条实际地震动作为地震输入,采用非线性时程方法研究地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其效应,探讨塔梁间纵向设置黏滞阻尼器和墩梁间竖向设置抗拉装置这2种方式对支座脱空的控制效果。结果表明:在纵向地震作用下,支座脱空后梁端产生了较大的竖向位移,当梁体与支座再次接触时会产生较大碰撞力;支座脱空对结构整体地震响应的影响不大,如墩底弯矩、塔柱弯矩、梁端纵向位移等受支座脱空的影响较小;竖向地震动对支座脱空影响明显,考虑竖向地震动后,在输入地震波地面加速度峰值PGA较小时可能产生支座脱空现象;对于背景工程,仅在塔梁纵向设置黏滞阻尼器不能达到支座脱空的控制目标;在墩梁竖向设置抗拉装置能满足要求,但抗拉装置的弹性刚度和拉力均较大;黏滞阻尼器和抗拉装置联合使用可以优化抗拉装置参数,满足支座脱空控制目标时对应的抗拉装置弹性刚度和拉力均大幅度减小。     

塔梁弹性支座刚度对三跨连续悬索桥结构体系影响的研究

为研究塔梁竖向弹性支座刚度对三跨连续弹性支承钢箱梁悬索桥结构静动力特性的影响,以主跨926 m的浙江秀山大桥为依托,采用有限元通用软件midas Civil 2013建立4种方案模型,并对比4种方案结构静动力特性,提出合理的塔梁竖向弹性支座刚度控制因素。结果表明,随着塔梁弹性支座刚度增大,梁端和塔梁支座处钢箱梁转角、钢箱梁塔梁支座处和跨中位移也随之减小,但塔梁支座处钢箱梁的弯矩和应力会随之增大;成桥恒载状态下塔梁弹性支座反力也逐渐增大,其相邻的长吊索索力减小60%,但只有合适的塔梁弹性支座刚度,才可显著减小相邻长吊索的应力幅;钢箱梁底板应力和长吊索应力幅是塔梁弹性支座刚度取值的控制因素;结构基频有轻微减小,结构横向刚度有所降低。     

考虑摩擦滑移的普通板式橡胶支座剪切性能研究

普通板式橡胶支座作为中国量大面广的公路钢筋混凝土梁桥结构体系中的重要支承构件,其力学性能对局部和整体结构的刚度分布和受力变形特点具有一定的影响,甚至影响服役公路桥梁结构的安全性和适应性。因此,针对桥梁服役过程中该类支座普遍存在的滑移、脱空等典型病害特征,研究其不同受力状态下的剪切性能。考虑支座界面接触方式、几何尺寸等参数,设计并进行了6个普通板式橡胶支座的剪切性能试验。对不同参数影响下支座的损伤破坏模式、剪应变-剪应力曲线、支座有效剪切应变及抗剪刚度等参数进行对比分析。进一步应用有限元数值模拟方法,对摩擦滑移下的支座剪切性能进行参数分析,并将其有限元分析结果与普通板式橡胶支座的剪切性能试验结果进行对比。研究结果表明,支座上、下表面的接触摩擦条件可明显影响支座的水平侧移和抗侧力。对于界面摩擦因数较小的情况,卸载后支座摩擦滑动位移不能完全恢复,随着循环加载次数的增加,摩擦滑动位移增幅增大,且支座界面摩擦滑移可降低支座有效剪切变形和抗剪刚度的发挥。0.5,0.7,1.0等效剪切变形下支座的抗剪刚度试验结果、模拟结果与理论计算结果对比表明,试验结果与模拟结果吻合较好,而既有抗剪刚度理论计算结果偏大,且未考虑支座界面摩擦滑移、脱空的影响。因此,在进行实际桥梁结构的力学性能计算时,应考虑不同受力阶段支座力学性能指标的取值。     

新型耐热型耐磨板在滑板橡胶支座中的应用

根据弹性滑板橡胶支座使用需要,利用一种新型耐热型耐磨塑料HLIDE,研制了一种新型弹性滑板橡胶支座。通过对盆式橡胶支座和球型支座的结构特点的研究,采用滑板与橡胶支座本体分离的设计方法完成了支座结构设计。在该支座滑板材料与橡胶支座本体之间设置了卡槽钢板,滑板放置于卡槽钢板内。通过支座试验可知,试验完成后卡槽钢板内的滑板均未发生变形、破损。在滑板材料承受11.9MPa竖向压力干摩擦情况下,PTFE和UHMWPE材料的滑动摩擦系数相比HLIDE材料,分别增加了25.9%和170.4%。     

铅芯橡胶支座与板式橡胶支座抗震计算对比

桥墩较矮,桥梁下部结构刚度较大时,采用铅芯橡胶支座能够明显延长结构自振周期,减小地震力,保证在强震作用下桥墩立柱处于弹性;桥墩较高,桥梁下部结构刚度不大时,采用板式橡胶支座也能满足抗震要求。设计工作中,应结合桥梁抗震设防要求,根据工程实际需要合理选用铅芯橡胶支座或板式橡胶支座。     

不同边界约束对橡胶支座受力性能影响研究

橡胶支座是连接桥梁上下部结构的重要构件,其力学性能对上下部结构地震响应有重要影响,但其力学性能会因安装时采用的锚固边界条件的不同而存在差异。为研究不同边界约束对橡胶支座受力性能的影响,利用有限元软件建立了顶底面锚固、顶面锚固和顶底面均不锚固(无锚固)3种不同边界约束的精细化橡胶支座有限元模型,并通过试验及理论计算验证了所建有限元模型的合理性。随后对具有不同边界约束的支座有限元模型施加竖向力及剪切变形,对比分析了不同边界约束对支座内部应力分布、应力响应值变化等力学性能的影响。结果表明,随剪切变形的增加,支座因受压面积减小而导致内部峰值压应力逐渐增加,不同边界约束下支座的内部峰值压应力增加幅值相差明显,其中采用顶底面锚固的支座增加幅值最大,无锚固边界支座增加幅值最小;在剪切变形作用下,对橡胶支座采取锚固措施会增加支座内部应力响应值,相同水平荷载下,顶底面锚固支座比无锚固支座更易发生橡胶层与钢板间的剥离、撕裂破坏,而且采取顶底面锚固边界约束会增大桥梁结构下部地震力,不利于结构抗震;对于采用无锚固边界约束的支座,随剪切变形的增加,其刚度退化明显,在设计时应考虑因支座支承面处卷曲而造成的有效剪切面减小的影响。     

基于机构运动及磨损理论的伸缩装置滑动支承磨损评估方法

为评估运营阶段风及车流作用下大跨桥梁转轴式伸缩装置的服役状态,融合机构运动理论及磨损机理建立转轴式伸缩装置滑动支承构件的磨损寿命评估方法。以变杆长双滑块双导杆四连杆机构的运动理论为基础,推导了多滑块多导杆的伸缩装置机构运动学数值仿真模型;基于Archard磨损理论提出了伸缩装置滑动支承磨损深度计算模型,以失效概率为指标建立了伸缩装置滑动支承磨损寿命的评估方法;以一单跨悬索桥为算例,对风和车流作用下伸缩装置滑动支承的服役年限及其年更换次数进行定量评估。分析结果表明：建立伸缩装置的机构运动仿真模型,通过与8缝伸缩机构的运动试验数据对比,验证了仿真模型的准确性;利用伽马分布能够较好地模拟伸缩装置滑动支承磨损深度的累加概率特性;随机车流和风作用下,悬索桥伸缩装置滑动支承的服役年限随距滑动侧越近而越小,失效概率反之;一般流和风速10 m·s^-1工况下,超82%的滑动支承服役年限小于15年;不同车流密度-风速联合作用对伸缩装置滑动支承的服役年限影响显著,伸缩装置滑动支承的合理更换周期应依据桥址交通量荷载水平及风场条件制定;建立的转轴式伸缩装置滑动支承磨损寿命评估方法可为同类型伸缩装置机构的磨损寿命评估提供参考借鉴。     

新型轨道交通抗震球形支座的研发

我国新一代抗震规范对延性体系桥梁的支座抗震水平承载力提出了更高的要求,而目前市场上的传统球形支座产品并不能满足该要求。本文诣在研发一款满足抗震要求的高水平力球形支座系列产品,首先通过系统地抗震分析基本明确了城市轨道交通标准段桥梁的支座抗震水平承载力需求;然后通过构造设计、技术创新和计算优化大幅度提高了支座的水平承载力,并增加了抗拉拔功能,同时控制支座尺寸不明显增大;最后通过全面的受力性能试验对新产品进行了验证。     

支座布置形式对曲线梁桥力学性能的影响

为了研究支座布置形式对曲线梁桥力学性能的影响、提出对结构有利的支承形式,以一实际工程中的曲线梁桥为例,采用有限元法分析其在自重、预应力和活载等作用下主梁扭矩、扭转变形和竖向支座反力的特点,研究设置抗扭支座和支座预偏心对曲线梁桥力学性能的影响规律.结果表明:在独柱墩上设置合理预偏心与中墩设置抗扭支座均可以减小曲线梁桥结构的扭矩和变形,有利于梁端内、外支座反力分布趋向均衡.     

平转桥梁墩柱钢筋倒塌对转动支座受力影响分析

平转施工桥梁,由于转体吨位大,墩柱构造设计预埋钢筋数量多,当缺少劲性骨架时,容易出现倒塌现象。为检算对转动支座受力性能的影响,考虑冲击影响对钢筋倒塌荷载进行计算,运用刚体变形理论对支座的强度进行验算,并结合实际荷载进行原位加载试验。结果表明,在墩柱钢筋倒塌荷载作用下,转动支座的受力和变形较小,均未超过材料允许控制值。     

考虑支座剪断的连续梁桥位移控制方法研究

以连续梁桥为例,基于弹性限位装置研究固定支座剪断后桥梁地震位移的控制方法。研究发现,固定支座因其水平承载能力较低而在桥墩出现塑性铰之前发生剪断,这将引起主梁与下部结构间相对位移的增大,增加落梁风险;弹性限位装置可通过调整初始间隙和弹簧抗压刚度,有效限制固定支座剪断后的地震位移;参数优选的原则是在桥墩不出现塑性铰的前提下,固定支座剪断后的地震位移越小越好。     

《公路桥梁橡胶伸缩装置》标准通过交通部审查

交通部行业标准《公路桥梁橡胶伸缩装置》于lgn年间月川日在上海市通过了交通部审查。来自全国公路交通、铁路、币政等单位的设计、科研、检测、施工及生产厂家的代表对标准送审稿进行了认真、充分讨论，一致认为：该标准是在试验研究和总结伸缩装置在工程应用的基础上，经广泛征求意见制定的技术要求、成品力学性能指标、试验判断及检测标准，具有较强的科学性，符合找国目前公路桥梁橡胶伸缩装置的实际，能指导生产和使用部门加强该产品的质量控制。本标准的制定有利于该产品的系列化、标准化，有利于橡胶伸缩装置设计规范化，有利于该产…     

曲线钢箱梁支座反力分析和脱空控制

哈尔滨市香滨路连续曲线钢箱梁在初始设计支承条件下,最小验算支反力出现负值。为防止桥梁运营阶段支座脱空,对桥梁上、下部结构产生附加病害,根据曲线钢桥特点,采用有限元法及相关推导公式对负支反力产生的主要原因进行分析,经分析,曲线梁桥曲率的存在、横截面尺寸的分布特点以及钢箱梁自重小是导致支座脱空的主要原因。以此为基础,提出设置配重和支座预偏心的综合支座脱空控制方法。实践证明:在梁端配置适当重量后,负支反力会明显减小,再进行适当支座偏移后即可达到设计支反力要求。通过静载试验进一步验证了该法具有良好的实际效果。     

某在役高架桥支座更换设计与施工

某高架桥主线标准段跨径为35m,采用"鱼腹式"预应力混凝土连续箱梁,支座为XQZ球型钢支座。随着运营时间和交通量的增长,支座出现滑板脱出、球冠衬板转动及移位超限、构件开裂变形等病害,需更换支座。设计新型高承载支座,滑板采用"整板+分片镶嵌"形式,采用硅脂补充通道,设置支座防倾转构件等构造措施;采用ANSYS软件对设计荷载下新支座进行验算,支座受力满足要求;对新支座进行竖向承载力、摩擦系数、转动性能等试验,各项性能指标均满足要求。采用"整体同步顶升"作为一联桥梁上部结构主要顶升方案,"横向同步、纵向逐墩顶升"作为交通组织困难路段顶升方案,研制新型三连杆超薄液压千斤顶,采用液压升降车作为顶升施工平台,可满足箱梁顶升、支座更换施工要求。     

发动机液力减振支座刚度与结构参数的灵敏度有限元分析

某型号发动机液力减振支座用于原装车型时，减振性能良好，而用于另外的车型时，由于刚度偏大，振动传递率较高，分析研究了该型号液力减振支座的一些结构参数对其刚度的影响，以便为减振支座的弹性特性优化设计提供理论依据，在保持其原有结构形式基本不变的前提下，变动减振支座橡胶主簧以及金属骨架的结构参数，利用有限元数字仿真确定了这些参数对液力减振支座刚度的不同影响程度。     

橡胶支座对铰结斜梁桥内力影响的分析

近些年来,对于斜交梁式桥上部结构的内力分析国内外都进行了相当广泛的研究,不论是用差分法对微分方程和边界条件进行求解,还是用有限元法求解,或是采用折减系数的实用近似计算法,都是以理想的刚性支承边界条件为前提的,实际上中小跨度的钢筋混凝土斜梁桥很多采用橡胶支座,由于橡胶支座的弹性下沉,会对斜桥的内力带来影响,分析这种影响的特性及其数值的大小,对斜桥的设计具有现实意义。