【摘要】：橋梁支座是連接橋梁上部結構與下部結構的關鍵部位,是橋梁結構的重要組成部分,但有許多支座由于自身質量,以及支座安裝、使用過程中各種不當行為導致支座過早的損壞,影響了橋梁的正常使用,需要更換。普通支座更換首先就需要中斷交通,然后頂升梁體,這不僅造成交通不便,而且容易導致梁體及橋面損壞。本文研究了一種便于更換的球型鋼支座,使用這種支座的橋梁,在更換支座過程中不用頂升梁體即可完成更換。通過理論研究、有限元計算、試驗相結合的方式研究了新型支座性能。主要研究內容如下:(1)提出了新型支座的結構型式和工作機理,實現(xiàn)了不用頂升梁體即可完成支座更換的要求,并分析了摩擦自鎖原理,確定支座的自鎖角。(2)建立了支座的有限元模型,研究了新型支座的應力、應變以及變形。分析了楔形塊角度、摩擦副摩擦系數(shù)及厚度對支座拆卸能力的影響,優(yōu)化了參數(shù)組合。(3)計算分析了新型支座應用于簡支梁橋的更換過程,計算了橋墩和箱型梁應力。(4)制作1:1支座模型,進行了支座承載力試驗,測試支座豎向變形與環(huán)形套箍的應力,并與有限元模擬結果進行了對比。(5)試驗模擬了支座在壓力作用下的更換過程,測量了拉出與推入楔形塊過程中水平力與豎向位移的關系。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U443
【圖文】：

１．２．１支座的分類逡逑（１）鋼支座逡逑鋼支座形式上有弧形支座、搖軸支座、鉸軸支座和輥軸支座等［２３］，如圖１．１逡逑所示。鋼支座上下板多采用ＺＧ２５號鋼，連接軸等采用３５號鋼鍛造而成，鋼支座逡逑多應用于中小跨度的結構橋梁以及部分大跨度混凝土梁。逡逑鋼支座由于全部采用鋼構件制成，且連接處采用鋼構件摩擦提供轉動，因此逡逑極易因為鋼構件的銹蝕喪失滑動功能，嚴重的可能會直接銹死，難以維修，需要逡逑更換。部分改進的鋼支座在滑動摩擦處添加了聚四氟乙烯滑板，大大降低了鋼支逡逑座因為銹蝕而喪失功能的概率。逡逑，邋Ｉ邋，邐ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑圖１．１鋼支座７Ｆ意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｓｔｅｅｌ邋ｂｅａｒｉｎｇ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ逡逑２逡逑

盆式橡膠支座的主要構造是：底面鋼盆、橡膠板、聚四氟乙烯滑板、不銹鋼逡逑滑板、橡膠密封圈、中間襯板、上下支座板和錨固螺栓。而且盆式橡膠支座還應逡逑設置支座圍板，用以保證支座水平滑動面的清潔，如圖１．３所示。逡逑：（：媝■灥逡逑Ｉ逡逑ａ）盆式橡膠支座示意圖邐ｂ）盆式橡膠支座剖面示意圖逡逑ａ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｏｔｔｅｄ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｂｅａｒｉｎｇｓ邋ｂ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｏｔｔｅｄ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｂｅａｒｉｎｇｓ逡逑圖１．３盆式橡膠支座結構型式逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｆｏｒｍ邋ｏｆ邋ｂａｓｉｎ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｂｅａｒｉｎｇ逡逑（４）球型支座逡逑球型支座是一種廣泛應用于橋梁的支座［２６］，如圖１．４所示。球型支座具有以下逡逑優(yōu)點：球型支座采用上下座板與混凝土接觸，作用到混凝土上的反力比較均勻；逡逑球冠結構的設計使得支座轉動力矩較小，特別適用于大跨度、大轉角的橋梁，且逡逑各向轉動性能一致，適用于曲線橋、寬橋，通過球面?zhèn)髁Γ粫霈F(xiàn)力的頸縮現(xiàn)逡逑象？，不采用橡膠等材料承壓，因此支座不存在老化的問題；采用平面滑板結構使逡逑得支座能夠容許大的水平位移，可適用于超大跨度橋梁；球形支座傳力可靠、能逡逑最大限度的發(fā)揮材料的優(yōu)勢，廣泛應用于重載橋梁，且球型支座的關鍵部位采用逡逑高強鋼材

１．３．２國內現(xiàn)狀逡逑２００３年，天津城建集團采用整體頂升的方法，對天津獅子林橋主橋支座進行逡逑了整體改造，如圖１．６所示。抬升舊橋的工程總投資為１５３２．３萬元，抬升舊橋工逡逑期為一個半月，期間斷交工。逡逑豐城贛江大橋是一座跨越贛江干流的特大橋［４５］，全長１２０６ｍ，副孔上部結構逡逑采用預應力混凝土簡支箱梁。該橋地處豐城市近郊，通車后交通量猛增，在經(jīng)過逡逑長時間的使用后，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)橋梁支座存在不同程度的損毀，大多需要更換。因逡逑此在斷交的條件下對副孔的２２增（臺）分別進行整體同步頂升，合計更換支座３３６逡逑塊，該工程２００７年４月１日進場，２００７年６月１０日完工，期間造成交通嚴重不逡逑便。逡逑甬金高速公路澄潭江大橋［４６］某墩箱梁支座在通車一年后發(fā)生病害，無法繼續(xù)逡逑使用

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本文編號：2802045