[發(fā)明專利]一種適用于鋼橋或鋼混組合梁橋的抗拉拔支座及其施工方法

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• 申請(qǐng)日: 2017-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107178030A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田欽;廖子涵;熊進(jìn)剛;宋固全;雷斌;張愛(ài)萍;王靚妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D19/04
• 分類號(hào): E01D19/04;E01D101/30;E01D101/40
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橋梁建筑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗拉拔支座及其施工方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展鋼橋或鋼混組合梁橋的的使用。此類橋梁在提高整體強(qiáng)度、抗震性能的同時(shí)，減輕自重、增大橋下凈空，還能有效縮短施工周期。鋼橋或鋼混組合梁橋雖然可用普通橡膠支座，但存在如下缺點(diǎn)：

(1)抗拉拔能力太弱。板式橡膠支座能較好解決正常運(yùn)營(yíng)時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角，但在遭遇強(qiáng)烈地震，梁體發(fā)生大轉(zhuǎn)角翹曲時(shí)則無(wú)法提供足夠的約束力。

(2)板式橡膠抗剪能力有限。當(dāng)梁體發(fā)生較大位移，支座的剪切變形超過(guò)橡膠的極限剪切變形時(shí)，支座橡膠部分易損壞。

(3)橫橋向擋塊結(jié)構(gòu)不合理。目前我國(guó)橋梁多在橋墩蓋梁頂部的橫橋向兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土擋塊，但鋼筋混凝土擋塊的抗剪能力不足，在地震時(shí)常常發(fā)生破壞；并且擋塊發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞力效應(yīng)會(huì)直接傳遞到橋墩底部，對(duì)墩底造成損壞。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明為鋼橋或鋼混組合梁橋設(shè)計(jì)了一種新型支座，其能較好地解決現(xiàn)有支座的問(wèn)題，并能進(jìn)一步滿足鋼橋或鋼混組合梁橋的需求特性。此發(fā)明能有效限制梁體的橫橋向位移和較大翹曲變形，適應(yīng)梁體順橋向的位移需求。此外，通過(guò)梁體與支座接觸面的較新設(shè)計(jì)提升連接處的抗剪能力。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種適用于鋼橋或鋼混組合梁橋的抗拉拔支座，具體包括定位鋼芯、支座上鋼板、不銹鋼板、聚四氟乙烯板、中間鋼板、帶凹槽的圓環(huán)形橡膠板、支座下鋼板、弧形限位裝置和側(cè)面抗拉拔鋼擋塊結(jié)構(gòu)。

支座上鋼板是一塊矩形鋼制部件，通過(guò)螺栓固定于梁體底部。其在橫橋向兩側(cè)開(kāi)有順橋向的滑軌，便于地震時(shí)梁體的順橋向滑動(dòng)。同時(shí)在中心位置設(shè)有一個(gè)圓形凹槽。

進(jìn)一步的，在凹槽中嵌入圓柱形定位鋼芯，嵌入后定位鋼芯會(huì)略高出支座上鋼板，該高出部分在施工安裝時(shí)可嵌入調(diào)平鋼板預(yù)先開(kāi)好的凹槽中。一方面，這種安裝方式有利于支座與上部結(jié)構(gòu)的對(duì)中；另一方面，鋼芯扁平的設(shè)計(jì)可增大剪力的受力面，減小剪應(yīng)力，提升梁體與支座連接處的抗剪能力。

由不銹鋼板、聚四氟乙烯板和中間鋼板組成的滑動(dòng)部分，通過(guò)相互滑動(dòng)適應(yīng)梁體順橋向的位移需求。聚四氟乙烯板嵌于中間鋼板的圓形凹槽中，中間鋼板為其提供平整堅(jiān)實(shí)的支撐面。此外，中間鋼板橫橋向兩側(cè)開(kāi)有凹槽便于其安裝時(shí)對(duì)中。

帶凹槽的圓環(huán)形橡膠板由圓環(huán)形鋼板和帶凹槽的圓環(huán)形橡膠層夾合而成，直接放置于弧形限位裝置之間。兩塊鋼板的環(huán)狀帶寬較大，形成凹槽。周圍包裹有橡膠。在發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，橡膠層發(fā)生形變，鋼板隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。帶凹槽的設(shè)計(jì)，即在內(nèi)、外環(huán)處均設(shè)置凹槽，可以增加鋼板的轉(zhuǎn)動(dòng)空間，同時(shí)能減小支座承受豎向荷載時(shí)，橡膠層中部向外鼓出的損壞，提高承載能力和耐久性。

支座下鋼板上布置有橫橋向抗拉拔鋼擋塊，通過(guò)螺栓固定于鋼板橫橋向兩側(cè)。地震時(shí)，抗拉拔鋼擋塊的水平段直接扣于支座上鋼板兩端的順橋向滑軌上，限制梁體較大的翹曲變形。

進(jìn)一步的，正常工作狀態(tài)下，滑軌與抗拉拔鋼擋塊不是緊密相扣，豎向與橫橋向均設(shè)有間隙，分別適應(yīng)梁體的正常轉(zhuǎn)動(dòng)和橫橋向位移。

支座下鋼板上還布置有弧形限位裝置，其設(shè)于順橋向兩側(cè)，貼合橡膠板布置，弧形的設(shè)計(jì)使限位裝置能卡住橡膠板的底部，限制橡膠板的各向位移。

本發(fā)明所述的鋼橋或鋼混組合梁橋抗拉拔支座的施工方法，按以下步驟：(1)先將定位鋼芯嵌入支座上鋼板的凹槽；(2)再將不銹鋼板與支座上鋼板焊接；(3)將支座下鋼板裝在橋墩頂部，順橋向兩側(cè)安裝好弧形限位裝置；(4)將帶凹槽的圓環(huán)形橡膠板下端放置于弧形限位裝置之間；(5)將中間鋼板置于帶凹槽的圓環(huán)形橡膠板上；(6)在支座下鋼板橫橋向兩側(cè)安裝抗拉拔鋼擋塊；(7)在中間鋼板兩側(cè)的凹槽與抗拉拔鋼擋塊之間設(shè)置金屬固定器，將中間鋼板對(duì)中；(8)將中間鋼板通過(guò)膠水與帶凹槽的圓環(huán)形橡膠板連接；(9)將圓形聚四氟乙烯板嵌入中間鋼板的凹槽中；(10)將支座上鋼板放置于中間鋼板上，使不銹鋼板與聚四氟乙烯板接觸；(11)將上鋼板通過(guò)螺栓與調(diào)平鋼板連接，定位鋼芯高出部分嵌入調(diào)平鋼板中心的凹槽，保證調(diào)平鋼板和支座上鋼板緊密貼合，接觸均勻，受力合理，支座位置水平；(12)拆除金屬固定器。

本發(fā)明的創(chuàng)新之處如下：

(1)改進(jìn)現(xiàn)有支座與調(diào)平鋼板的接觸面設(shè)計(jì)。一方面，方便施工時(shí)的對(duì)中安裝；另一方面，提升支座在地震時(shí)橫橋向的抗剪能力；

(2)通過(guò)聚四氟乙烯板與不銹鋼之間的滑動(dòng)使支座具有順橋向滑動(dòng)功能；

(3)橡膠板的槽型設(shè)計(jì)提升其耐久性和轉(zhuǎn)動(dòng)靈敏性；