桥梁钢结构支座是连接桥梁上部钢结构与下部基础的关键部件,以下是关于它的详细介绍:
功能
荷载传递:将桥梁钢结构的重量以及车辆、风、雪等产生的活载,可靠地传递到下部结构的墩台,确保桥梁整体的稳定性。
适应变形:能适应桥梁在温度变化、混凝土收缩徐变、车辆荷载作用下产生的伸缩变形、挠曲变形等,允许桥梁上部结构在一定范围内自由转动和滑动,减少结构内部的附加应力,避免因变形受限产生过大应力而损坏结构。
减震隔震:某些支座设计具有减震隔震功能,如抗震铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等,可通过特殊构造或材料吸收和耗散地震能量,降低地震对桥梁结构的作用力,提高桥梁在地震中的稳定性与抗震性能。
类型
固定支座:限制结构在水平和竖向的移动,仅允许结构转动,常用于需要准确定位的部位,保证结构位置固定。
滑动支座:通过聚四氟乙烯板与不锈钢板的滑动摩擦,使钢结构能在水平方向自由伸缩,有效释放温度应力,广泛应用于长跨钢结构。
铰支座:在两个方向上都允许结构自由移动,类似于一个铰链,可适应一定的转角变形。
弹性支座:具有足够的竖向刚度和水平弹性,用于减少对建筑结构冲击的场合,如一些有特殊动力要求的桥梁。
球型支座:提供多方向的转动能力,可同时承受竖向、水平荷载及弯矩,适应复杂荷载工况,多应用于大型复杂钢结构桥梁,如大跨度、曲线、斜交桥梁等。
盆式橡胶支座:利用橡胶块在钢制盆内的压缩变形来实现支座的竖向承载和转动功能,通过聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的滑动来满足水平位移要求,承载能力大,适用于大跨度桥梁和大型立交桥。
板式橡胶支座:由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成,构造简单、安装方便、造价低廉,能适应一定的水平位移和转角,适用于中小跨径桥梁,具有较好的弹性和减震性能。
材料
钢材:是钢支座的主要材料,具有高强度、良好的韧性和塑性,能承受较大的荷载和变形。常用的钢材有碳素钢和优质钢等,经过制模、翻砂、铸造、热处理、机械加工和表面处理等工艺制成各种类型的钢支座部件,如平板支座、弧形支座、摇轴支座、辊轴支座等。
橡胶:橡胶支座的主要材料之一,具有良好的弹性、耐腐蚀性和减震性能,能有效减小地震或风力对桥梁的影响。板式橡胶支座由多层橡胶和钢板交替叠加而成,盆式橡胶支座则由橡胶密封圈、橡胶体等组成。
聚四氟乙烯:常用于支座的滑动面,如滑动支座中的滑板、球型支座中的滑板等,具有低摩擦系数、耐磨、耐腐蚀等特点,可减少支座滑动时的摩擦力,保证支座的灵活滑动和转动。
设计与维护要点
设计要点:支座必须具有足够的承载能力,以承受结构的重量和可能的额外荷载;材料需具有良好的耐久性,能够承受长期的自然环境影响;设计还需考虑维护的便利性,确保在灾害后能够快速修复或更换。
维护要点:定期检查支座的完好性,包括裂缝、变形、腐蚀等;保持支座的清洁,防止灰尘和杂物积累;对于需要滑动的支座,定期进行润滑;对损坏或性能下降的支座,及时进行更换或修复。