桥梁连廊型隔震支座钢设计:
随着建筑业的蓬勃发展,我们注意到越来越多的多层及高层建筑被广泛应用于各类商业建筑中。建筑造型日新月异,双塔甚至多塔结构形式越来越普遍,各塔之间为了交通方便和立面造型的美观,常常采用连廊将多座桥梁联系在一起。 建筑物之间通过连廊连接,形成了多塔连体结构体系。橡胶桥梁连廊型隔震橡胶支座被广泛地用用于公路桥梁中,起作用是将上部结构荷载可靠地传递给墩台,同时完成梁体结构所需的变形,减少摩擦力,从而有利于延长桥梁的使用寿命。
橡胶桥梁连廊型隔震橡胶支座位于桥梁和桥墩的中间,平日里人们是很难发现橡胶桥梁连廊型隔震橡胶支座的,但是小小的其貌不扬的橡胶桥梁连廊型隔震橡胶支座却起着非常重要的作用!橡胶桥梁连廊型隔震橡胶支座作为桥梁的重要组成部分,桥梁连廊型隔震橡胶支座负责将上部构造荷载可靠地传至墩台,并同时承受由荷载引起的形变,并对风力、地震等引起的结构平移与温湿度变化引起的结构胀缩等进行阻抗与适应,减轻各种对破坏桥体的不利影响。由于各种原因,在运营一段时间后,部分桥梁连廊型隔震橡胶支座即会出现不同程度的损害,严重影响梁板的受力状态,如不及时处理会造成梁体的开裂及损坏,影响使用寿命,造成安全隐患。
它是一种水平刚度较小而竖向刚度较大的结构构件,可承受大的水平变形,可作为承载体系的一部分。这样的抗震技术来源于火箭发动机的研发,是研发火箭发动机的设计师们发现了这种技术。其实归根原因来说,桥梁上面为什么要采用橡胶材质的桥梁连廊型隔震橡胶支座呢?桥梁之所以采用板式橡胶桥梁连廊型隔震橡胶支座,就是应为其良好的变形性能可以满足桥梁的各种受力和变位,换句说,如果桥梁连廊型隔震橡胶支座不能变形就没有使用的必要了。
由于结构各部分的动力特性不同,刚度和质量也下样,在地震作用下,被连接的两栋主体结构会由于连廊的存在而相互影响出现耦连现象,使连接部位的应力变得非常复杂。连廊结构也在地震作用下极易与主体结构脱离,产生整体倒塌现象。围内外的地震灾害现象均证实了这一点。
因此,连廊结构的设计是结构工程师的一个难题,目前这种结构体系的研究还不够成热,我国的抗震设计规范封设连廊的复杂体型建筑的设计也还缺乏充分的技术指引。分析震害中连廊整体倒塌的原因,大部分是由于连廊连接节点破坏或连廊位移过大造成的。因此,连廊与土体连接处的设计和处理,是连廊结构的关键。
桥梁连廊型隔震橡胶支座连接方式:
刚性连接:
刚性连接是连廊与塔楼的连接方式中连接作用最强的一种。它加强了连廊与塔楼之间以及不同塔楼之间的联系,增强了连廊结构的整体工作性,这是它最大的优点。采用刚性连接的连廊不仅要承受自身的恒载、活载,更主要的是协调不同的塔楼在水平、竖向荷载作用下的不均匀变形。支座在正常的使用情况下会出现变形,当支座在竖向荷载作用时,支座内橡胶层因受压会延径向呈半圆形外鼓,而钢板则保持原状,均匀鼓动视为正常。
这时,连廊与塔楼连接处的节点受力复杂,会产生较大的弯矩、剪力和轴力,并且上、下弦杆的轴力和弯矩还会构成很大的整体弯矩、剪力。这就要求连廊本身具有较高的强度和刚度,刚性连接可以支持。 刚性连接的支座处理一定要保证连廊能够协调塔楼间的变形。
浇注前在橡胶支座与垫石间铺涂一层水泥砂浆,确保同一片梁的两个或多个橡胶支座应处于同一平面上,让橡胶支座自动找平。在浇注混凝土梁体前,在橡胶支座上需加设一块比橡胶支座平面稍大的支承钢板,钢板上焊锚固钢筋与梁体相连接。当连廊本身的刚度较弱时,即使做成刚性连接,它也不能起到协调两塔楼变形的作用,这时应当考虑做成滑动连接的形式。滑动连接可以是连廊一端与塔楼接,一端滑动连接,也可以两端均做成滑动支座。采用这种连接方式,连廊的受力将会比较小,只能支撑形式失去作用,因此,要特别注意加强连廊与主体结构的连接。必要时连廊可延伸至主体结构内筒并与内筒可靠连接;如无法伸至内筒,也可在主体结构内沿连廊方向设置型钢混凝土梁与主体结构可靠锚固。连廊的楼板应与主体结构的楼板可靠连接并加强配筋构造。当与连廊相连的主体结构为钢筋混凝土结构时,竖向构件内宜设置型钢,型钢宜可靠锚入下部主体结构。
铰接连接:
铰接连接放松了端部上、下弦杆的局部弯矩约束,减小了端部杆件的内力,使连接处的构造设计变得方便。但是,由于没有了端部的负弯矩,连廊跨中的正弯矩会有所增大,同时它也削弱了连廊对塔楼共同工作的协调作用。
滑动连接:
滑动连接时节点设计原则:
自身足够的强度保证强风、小震下正常使用;足够的支座滑移量,大地震是可以协调;做好支座的限位设计,保证支座在协调主梁位移时,不会从任意一端的主梁上滑落,说一下橡胶支座的竖向变形,也就是我们常见的支座边缘外鼓现象,支座的竖向压缩变形是由于桥梁的竖向荷载引起,由于支座内部结构的特殊性。
因为滑动端在荷载作用下会有一定的滑移量,所以滑动支座在设计时有个重要问题就是要设限复位装置,并提供预计滑移量,防止连廊的滑落或与塔楼发生碰撞而造成结构的破坏。因此这种连接方式一般用于连廊位置较低、跨度较小的情况。
桥梁连廊型隔震橡胶支座概念设计要点:
连廊结构材料选用原则:
应选用高强、轻质、方便安装的材料,一般考虑钢结构。
连接方案:
连廊自身刚度较小,不足以协调与其连接两端的塔楼的变形,宜优先考虑滑动连接。桥梁橡胶支座的功能主要包括以下几个方面:橡胶支座可以帮助桥梁整体更好的适应桥梁结构,有效缓冲变形。桥梁橡胶支座能够适应因为风力或者地震等不可抗拒的因素导致的桥梁结构的位移现象,防止桥梁结构的破坏。
桥梁连廊型隔震橡胶支座结构分析:
支座安装完毕后,支座单边、单角受压并形成单边、单角脱空的现象比较普遍。梁底与支座脱空、垫石与支座脱空及两者同时脱空的现象都有发生。建议更换支座。
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