





抗拉球铰支座在拉力作用下,新型抗拔支座的上滑板和上盖板接触,上盖板与下支座板接触,支座整体应力为315 MPa,位于上滑板的楔形部位,且范围很小,因为在拉力作用下,上滑板和上盖板通过楔形部件相互咬合在一起,所以受力较大,容易产生应力集中现象,应力分布不均。支座板处应力为226 MPa,位于支座的4个凸缘处,该处也是在拉力作用下受力部位。相比之下,传统的球形支座的拉应力为315 MPa,位于支座板处,并且范围较大,因此该新型抗拔支座在抗拔性能方面明显优于传统球形支座。
抗拉球铰支座将该新型支座和传统支座在竖向拉力作用下进行了各部分应力随加载时间变化的对比,如图9所示。可以看出,在拉力作用下,新型抗拔支座和传统球形支座上滑板的应力比较接近,在60 MPa左右,而支座板处的应力相差较大,说明该新型抗拔支座上滑板与上盖板采用楔形连接的方式可降低拉力向支座板处的传递,从而达到了减小应力的作用。
抗拉球铰支座取两个支座的位移进行对比分析,绘制其时间-变形曲线如图11所示。可以看出:在竖向拉力作用下,新型球铰支座的位移明显小于传统球铰支座的位移,具有很好的抗拉性能。
减震球铰支座设计依据
球形钢支座的设计依据主要为GB/T 17955—2009《桥梁球形支座》和GB 50017—2017《钢结构设计标准》。其中GB/T 17955—2009对球形支座的产品规格、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、储存、运输、安装和养护等进行了规定,适用于桥梁工程及其他采用球形支座的工程。
减震球铰支座有限元模型
通过CAD建立新型抗拔型支座和传统球形支座的三维立体模型,然后导入到ABAQUS中进行分析,支座底端采用固定端约束,并在滑板的表面模拟试验施加竖向荷载,水平推力施加在滑板,等效于表面压强,两种球形支座的有限元模型如图3所示。
减震球铰支座的位移云图如图6所示。可以看出:该新型抗拔支座的位移为0.092 mm,位于盖板部位。取球芯位移点和盖板位移点进行位移分析,绘制其时间-变形曲线如图7所示。可以看出,在竖向压力作用下,新型球形支座的位移明显小于传统球形支座,具有很好的抗压性能。
抗震球铰钢支座通过球面传力,受力面积大,并采用机种材料的优化组合,故与其他铰结构支座相比(如摇摆支座,辊轴支座等),其体积和高度均大大减少,重量轻,便于安装,并与同样承载力的钢支座相比造价较低。
抗震球铰钢支座包括固定支座(代号GD)、单向(代号DX)、双向(代号SX)三种型式,22个等级,其水平承载力、竖直方向拔力及支座的整体强度均比普通支座有大幅度提高。
下抗震球铰钢支座支撑钢板预埋、下球铰***钢板预埋及滑道***钢板预埋。在墩顶混凝土浇筑前预埋。
1)下抗震球铰钢支座支架支撑钢板尺寸30cm*30cm,分别安装在下球铰支架四个支腿下方,标高比下球铰支架底部略低,低5cm为宜,KLQZ 双向球形支座便于安装,钢板中心间距2.29m。2)下球铰***钢板尺寸15cm*15cm,安装在沿线路方向和垂直线路方向的轴线上与球铰中心间距2m,钢板标高与下球铰顶部高程相平,钢板底部焊接1.5m长[10槽钢,槽钢埋入墩顶混凝土10cm。3)滑道***钢板结构与下球铰***钢板结构相似,顶部与滑道钢板底标高相同,沿滑道中心等间距预埋8块。
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