桁架支座是一种桥梁结构中的关键部件,它的主要功能是承受和传递上部结构的荷载到桥墩或桥台。这种支座通常由钢、混凝土或其他材料制成,形状类似于一个三角形的支撑结构,能够提供稳定的支撑力并分散荷载。桁架支座的设计需要考虑多种因素,包括其承载能力、刚度、耐久性以及与周围环境的相互作用。正确安装和维护桁架支座对于确保桥梁结构的安全和延长使用寿命至关重要。
一、桁架支座的类型
- 桁架球型支座:由上座板、下座板、凸形中间板及两块不同形状的板组成。下座板中间为凹形球面,与凸形中间板相对应,两者间衬有弧形板,通过球面滑动满足梁端转动,上座板与中间钢板上的四氟板组成第二滑动面,完成上下结构体因温差等因素产生的伸缩位移。其具有承受竖向载荷、抗竖向拉力、抗水平力、适应位移和转角要求、减震性能良好等特点。竖向承载力分500KN - 10000KN十四个级别,抗水平力为竖向承载力的20%,抗竖向拉力为竖向承载力的30%,设计转角为0.08rad(可另行设计),径向位移量±20mm - ±50mm,环向位移量±60mm - ±100mm等技术参数。
- 桁架球铰支座:在球型支座上座板的内圆筒壁上设有4个凸缘,在底座上边缘也设有4个凸缘,组装时将上盖板套入底座后旋转45°,使上盖板与底座的凸缘咬合,可使上盖板与底座之间直接传递内力,防止球形支座各部分互相脱离。具备类似桁架球型支座的多种性能,如可承受竖向载荷、适应位移和转角要求等。
- 桁架抗震球型钢支座:在满足球型支座基本功能基础上,具备抗震功能,以应对地震时结构的稳定性要求,确保在竖向和水平地震作用下结构不脱节、不脱落。
- 桁架减震球型钢支座:除了抗震功能外,还具有良好的减震性能,能够有效减轻地震等外力作用对结构的冲击。
- 桁架滑动位移支座:主要是为了适应桁架结构在不同工况下的滑动位移需求而设计的支座类型。
- 桁架外加肋球型支座:通过外加肋的结构设计,可能在承载能力、稳定性等方面有特殊表现。
- 桁架辊轴支座:主要由支座、滚筒、轴套、轴子等组成。为实现高承载、耐高温,整体可采用合金钢制造。具有免维护(轴套材料固有特性,运行中无需加油)、高承载(面接触,承载能力强于圆锥小滚子轴承)、摩擦系数小(轴套材料含石墨,自润滑)、耐高温(材料固有特性,温度越高摩擦系数越小)等优点,可根据用户需要设计不同数据的竖向承载、抗拉、转角、大位移的抗震支座,应用于桥梁、楼房、高层、钢结构、体育馆等建筑。
二、桁架支座的安装
- 安装方式
- 锚固方式:分为螺栓锚固和焊接锚固,或两种方式同时使用。但由于支座的螺栓孔和施工现场预留的螺栓孔位置为两家单位分别制作,在实际施工过程中,经常发生螺栓孔位置不正造成支座无法安装的情况,故一般不推荐采用螺栓安装;而现场焊接条件比较成熟,推荐采用焊接方式进行连接。
- 安装操作要点
- 划注十字中心线:安装时应对支座上下底板的四边划注十字中心线,便于安装找正。
- 连接上部结构:将连廊支座上座板与上部结构的钢板用螺栓连接(若采用螺栓连接时)或者焊接。
- 上下固定操作:支座位置确定后,即可上下固定。当采用焊接时,要设置预埋钢板,与混凝土接触的一面还应焊接锚固筋,以保证一定的强度和刚度。预埋钢板应有适当数目的、直径不大的、均匀分布的排气孔。焊接时不应连续施焊,要采用断续焊接的方式逐步焊满,以避免焊接时局部温度过高而使连廊支座或预埋钢板变形。
- 拆除连接板:安装或焊接完成后将上下连接板拆除。
三、桁架支座设计相关
- 桁架支座是在标准球型支座的基础上开发设计的新型支座产品。除具有国标球型支座的基本参数要求外,生产公司可根据工程实际需要,为客户设计生产其他参数要求的桁架支座产品。客户可以提供支座承载力、水平力、上拔力、水平刚度、位移量、转角等参数,以及节点尺寸图纸,生产方将依据GB/T17955 - 2000球型支座技术条件、GB50011 - 2010建筑抗震设计规范、GB50017 - 2003钢结构设计规范以及CECS235:2008铸钢节点应用技术规程等标准,提供合理、精简的设计优化方案。
四、桁架支座选用时的注意事项
- 关注力学性能参数
- 应注意桁架支座承载力的大小、竖向拉力的大小、水平力的大小,并注意位移量和转角。对于桁架球型支座还应注意水平弹性刚度。
- 明确支座类型
- 应注意桁架支座的类型,如纵向活动型、多向活动型、固定型等。
- 考虑减震需求
- 约束方向都给以位移和刚度,是为了工程减震的需要。
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