《桥梁支座合理布置与更换技术的研究.pdf.doc.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁支座合理布置与更换技术的研究.pdf.doc.doc（54页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 东北林业大学硕士学位论文桥梁支座合理布置与更换技术的研究姓名：田帅申请学位级别：硕士专业：道路与铁道工程指导教师：于天来20060201 合 理 布置 ； 瑆 畆 问题 的 提出 世 纪 年代 ， 国 外在 桥 梁 上 开 始 应 用 橡 胶支座 ， 橡 胶支座 与 金 属 刚性支座 相发现 ， 一 些 支座 出 现 了裂 纹 、 外鼓 和 压 溃现 象 。裂纹 主要是 橡 胶老 化 造 成的 ， 外鼓 是 由于 支座 内 钢 板出 现 局 部脱 胶引 起 的 ；对压 溃的 共 计 块 板式 橡 胶支座 进 行 了调 查 ，发现 有 病 害的 支座 椋 甲苁 ， 是 由于 支座 内 钢 板严
2、 重 脱 胶， 致 使 支座 完 全 丧失 了使 用 功 能。另外， 铁 路部门 也对济 南 铁 路局 铺 设 ， 主要病 害是 橡 胶不均 匀 外鼓 、 局部支座 脱 空 和 水 平裂 纹 。其 中 ， 较 严 重 的 有 块 ， 占 总 数 的 。 从 上 述 情 况看 ， 目前 我国 现 有 橡 胶支座 的 完 好 率 是 很 低 的 ， 破 损 程 度 较 严 重 ， 许多橡 胶支座 已 经 达 到 必须重 新布 置 和 更 换 的 程 度 。 桥 梁 橡 胶支座 的 老 化 橡 胶支座 产 品质 量橡 胶支座 本 身 的 质 量 是 影 响使 用 寿 命 的 基 础 因 素 。从 调
3、 查 中 发现 定点 厂生 产 的 产品质 量 相对比 较 稳定， 而有 些 厂生 产 的 产 品， 初 始 变 形 就 过大 ， 铺 设 初 期即 发现 裂纹 ；用 再 生 胶制造 的 支座 ， 现 在 大 部分 病 害严 重 ， 已 到 了必须更 换 的 程 度 。此 外， 大多数 支座 内 钢 板位 置 不够 准确 ， 造 成有 的 边 保 护 层 减 小 ， 裂纹 比 较 严 重 ， 加 速 造 成钢板锈 蚀和 脱 胶。因 而如 何在 制造 工 艺 上 ， 保 证钢 板位 置 和 一 定的 保 护 层 是 非 常关 键 的问题 ， 因 为 橡 胶的 老 化 ， 从 表 面 丌 始 向内
4、 发展 ， 是 由快 向慢 过渡 的 ， 保 证保 护 层 的 厚度 ， 对延 长 支座 使 用 寿 命 是 非 常有 力 的 保 证。 施 工 、 养 护 管 理 不善橡 胶支座 安 装质 量 是 影 响使 用 寿 命 的 重 要 因 素 。施 工 安 装支座 前 ， 没能做 到 对产 品的 质 量 进 行 检 验， 使 用 了很 多不合格 产 品；安 装时， 支座 位 置 不正 确 ， 与 支承垫石 顶 面和 梁 底 密 贴 状况、 均 匀 接 触 、 均 匀 受 力 等技术问题 没能充 分 重 视 ；再 有 ， 支座 的 安 装就位 温度 控制不严 格 ， 致 使 桥 梁 结构产 生 附
5、 加 应 力 ；除 此 之外， 当 有 些 桥 架 梁 后 支座 发生很 大 的 初 始 变 形 时， 施 工 单位 没有 采 取 有 效的 措 施 消 除橡 胶支座 的 初 始 变 形 。在 使 用 过程 中 ， 养 护 部门 没有 随时对橡 胶支座 进 行 定期检 查 ， 及时地 采 取 措 施 予以维 修 、 调 整 和 更 换 。致 使 支座 安 装后 ， 出 现 滑 动 面 夹杂 尘 埃 、 异 物 ， 因 防 水 、 排 水 装置的 缺陷 向支座 漏 水 、 溢 水 、 露油， 此 外还 存在 螺 栓、 螺 母的 松动 和 脱 落 等现 象 ， 由此 加快 了支座 的 损 坏 速
6、度 ， “养 护 不当 ”可 以说 是 为 大 桥 的 支座 病 害雪 上 加 霜 。 支座 设 计、 选 型 及布 置 不合理 板 式 橡 胶支 座分为 普通 板 式 橡 胶支 座和四氟 滑 板 式 橡 胶支 座。普通 板 式 橡 胶支 座具发 展 ，出 现 了 球 冠 圆 板 式 橡 胶支 座、 坡型板 式 橡 胶支 座等。 桥梁 支座布置 原则图 铁 路 简支 梁 桥支 廊布置 室 皇 窜图 桥面 有纵 坡时的支 座安 装弯 桥的支 座布置 会 直 接 影 响曲梁 的内 力 分布，同 时应 使 支座能充 分地适 应 曲梁 的纵 、 横 向 自 由 转动的可 能性。由 于 曲梁 的温 度
7、伸缩变 形 沿 梁 的割 线方 向 ，而曲梁 由 于 混凝土收 缩、 徐变 产 生 的梁 体 变 形 则 沿 梁 的切 线方 向 ； 因此 曲梁 上 通 常 布置 多向 活动支座。此 外 曲梁 上 箱 梁 常 设 单 支 点 支 座，以承 受 扭 矩，有意识 地使 曲梁 支 点 向 曲线外 侧 偏离，可 调 整 曲梁 截面 上 的扭 矩。因 此 平 弯 桥支 座设 置 常 用 两种 方 法，一是 弯 桥各 部 分位移 都朝 向 一个固 定 点 ； 另 一种 是 弯 桥各 部 分位 移 都相 切 于 弯 曲半 径 ，固 定 支 座设 在中 间墩 上 ，其 他 墩 台设 滑 动支 座。圆 形 板
8、式 橡 胶支 座； 二 是 当 桥面 连续 一联 对采 用 柔 性墩 台的桥面 连续 粱 桥，配置 橡 胶支 座并 适 宜的布置 ，能将温 度 力 、 制 动力 和水平 土压力 比较 合 理 地分配到 各 个柔 性墩 台，使 支 座、 桥墩 和桩的设 计 计 算比较 经济合 理 ，本 文 以集 成 刚度 法的基 本 原理 ，将温 度 力 、 制 动力 按 刚度 分配计 算。下简称刚度 琛鳌 狿 作 用 于 墩 顶支 座顶面 使 支 座产 生 的剪切 变 形 ， ： 为 墩 顶的水平 变 形 ，由 图 可 以 矗 骸 骸 力 为 支座剪切 力 与 墩 顶水平寸 再推 刚度 ，也 就是 支座或 墩
9、 顶产 生 单 位 水平 位 移 所 需 厅 梁 史 座合 理 布铃 的捧 小 理 论 墩 顶抗 推 刚度 计 算计 算假定 ：给 基桩；图 单 排 桩的墩 顶抗 推 刚皮竺” ” 一分别 为 墩 柱 材料 弹 性模 量 与 墩 柱 截面惯 性矩的乘 积 ； 一墩 身 材料 弹 性模 量 与 墩 身 截面惯 性矩的乘 积 ；，。 桩顶 刑 露 出 于 地而或 于 最低 冲 刷 线高 度； 积 ，当 此 面积 大 于 按 桩底 面中 心 距为 直 径 所 得的面 积 时，则 采 用 按 柱 底 面中 心距计 算的面 积 ； 对于 柱 桩，则 采 用 柱 底 的面 积 ； 支座抗 推 刚度 计 算
10、 骸 猲 狦式 中 ： 一一横 排 支座的刚度 ； 制 动力 作 用 下各 墩 受 力 趇个桥墩 的抗 推 刚度；丁 一一联承 受 的制 动力 ；船 一梁 体 所 产 生 的位 移 ； 温 度力 作 用 下各 墩 受 力图 桥面 连续 梁 桥温 度 力 作 川 示 意图 帕褐 侠聿 肌 盜 ： 的攮 本 理 论 如 果桥面 连续 墩 台系 设 有滑 动支 座时，则 温 度零 点 募 扑愎 变 为 ： 求 出 墩 顶的抗 推 刚度 ； 帕褐 铣懿 纪 驳 占 小 理 论据 ，但 要 求 各 排 桩桩径 相 等、 桩长相 等：的输 出 变 量 ，不但 可 以求 出 墩 顶的集 成 刚度 ，进一步
11、可 求 出 各 墩 顶支 座的受 力 ： 状 况 等。一、 数 掘 输 入 的前处理大 著 称 乇 鹗峭 夹 喂 而同 时难度 也 是 最大 的 镅 浴甶 而是 选 取了 简单 易 学 居 晖瞥龅摹 资 导 算软 件 ，分为 总 包 和若 干 数 狮 ； 信 皂 、 窗 口 盖 粱 尺寸矫 墩 尺寸承 台尺寸图 桥墩 数 据 对话 框蒹 排矽 桩基 是 否 对称鞲艇 ： ： ： 匿 磐 。到 到 型到 葈不， 墩 巧 骹 圣 融示 侨 妻 性质： 陆 怠 账 酢 氡 洌 海 受 项 网 龋 琺 、 列 表输 出支座刚度集 成 剐 度滑 动支 座滑 动支 座 雕 度无 穷大 程 序 的运行 计
12、算示 例 喜 拷 峁 孔 哦 蛑 海 装配式 预应 力 混凝： 杭 蛑 骸 号台 每梁 梁 端 设 四氟 板 活 动支 座一个。 虏拷 峁 顾 皆仓 眨 本 ； 钻 孔 桩直 径 。墩 柱 与 桩均 帕毫 婕昂峤孛娌贾 萌缤 所 示 。 货号项 目 表 一排 支座水平 力 橡 胶 支座 的各 种 缺 陷 和病 害 ，对于 较 轻 微的病 害 ，加 强 后 期 的维护、维修 可延 长 支座 的使 用寿 命 ，对于 严重的病 害 ，则必须采取 更换支座 的措 施 。 安 放 橡 胶 支座 的公 路 或升法 。 。 。 鞍 靶 椭 狈 梗 引 、桥面钢 导 梁 法 心 引 。于 的桥梁 。图 枕术
13、满 布式支架 法 度 后 更换支座 ，见 图 。 此 法 为枕木支架 法 的变 形 方 法 。 堂 ： 望 壁 墨然僦裂谳枞 ， 一吊 筛 、鞍 型 支架 结 构 布置示 意幽 安 全 、可 行 的通 用吊 装方 案，因 此 本文 将 研 究 一种 较 新 颖 ，且 兼 有 大量 优点的钢 扁 担梁 。她温 。上 甀 ： 作 原理图 产 生 的邻孔 支座 氖 戳 挥 弥 艹 械淖 畈 焕 钤 胤 戳 ，即巴工摇簧 纪綥盟若 支座 不 对称 于 桥墩 中 线 ，则上 式中 的 应 改用长 度 。二 、设 计原则及 应 考虑事项作 用于 桥墩 盖梁 上 的控 制 设 计竖 向力 由顶升 前 的 变
14、 为 ，盖梁 所受 扭 忽 略 阒亮憾 酥 渥灾 氐 挠 跋 欤 蛄禾 宥 鸷 驞截 面所承 受 的剪 力 变 为 。 梁 图 吊 架 构 造 图 械腎 拭 三 、设 计程序力 ，若 安 全 度 不 够 ，可 灼 量 渊 整 的数值 ，弭 重复计算 ，直 到 符合 要求 为止。 四 、放 松千斤 项 时 由指 挥 员 统 一指 挥 ，各 操 作 手 做 好 放 松准 备后 ，所有 千斤 顶同 时施 ：步 上 升。在 每 片主 梁 梁 底 与 托 梁 间 各 设 置一压 力 传 感器 ，在 每 级 荷载 施 加 后 ，立即读出各 梁底 的压 力 值 ，根 据 压 力 值 情况随 时 调 整下一级
15、 各 千斤 顶的施 力 大小，以 保证 各 主 梁 同 步上 升 。 如果条 件 允 许 ，最 好 采用智能 应 变 仪 ，即将 压 力 传 感器 与 各 液压 千斤 顶联 系 起来，由仪 器 本身 自 动 地 根 据 压 力 传 感器 输 出的数值 来随 时 地 调 整各 液压 千斤 顶的施 力 大小，来达到 各 主梁 同 步 上 升 的目 的。研 究了较 新 颖 的钢 扁 担梁 法 支座 更换技 术 ，分析钢 扁 担梁 法 更换支座 的基 本原理、更换 尚 志公铁立 交 桥 位 于省 道 铁力至通 榆 公路上 ， 横 跨滨 绥 铁路， 是一 座 跨铁路立 交 一图 尚 脊 磺旁璱 计 吲
16、， 一 ， 篢 芀 从 表 可 以看出 ： 原 设 计 方 案 即 使 加 大支座 尺寸 ， 固定 支座 所 受的 水平力 仍然 大 表 各 种方 案 在不 利组 合 下的 水平力 分 配表墩 号 原 没 计。 。 甇 图 支座 更换 吊 梁 横 断 面 图带 、 的 钢棒 均 采 用 钢， 工字 钢采 用 钢。 支座 更换 的 施 工工艺处 、 中 梁 梁 肋两 侧距盖梁 打 两 吊 装孔 ， 吊 装孔 为 横 桥 向 并 列 排 稚， 孔 长 。 在准 备 吊 起 的 梁 底 横 桥 向 距盖梁 根 据 该 桥 的 结构 特点 和 工期 短 等 实 际 情 况 ， 安 排 施 工进 度计
17、划 ， 并 按 照施 工工艺 进行 更换 。 该 桥 具体 的 施 工工艺 流 程 图 、 进 度图 如 下：修 补 护栏底 座 、 护栏及 附属结构安 支座 本次 支座 更换 施 工选 用 了 位 移 计 做 控 制， 即 在每 一 主 梁 顶面 设 一 位 移 计 作 为 高程 观测 点 ， 在每 级 荷 载 施 加 后 ， 随 时 测 量 各 梁 的 竖向 变位 ， 根 据 变位 情 况 随 时 调 整 下一 级 各千斤顶的 施 力 大小 ， 以保 证各 主 梁 尽 量 同 步上 升 。 每 级 荷 载 作 用 下梁 体 顶升 的 实 测 数 据见 表 ， 液压 千斤顶加 载 值 与梁
18、体 抬升 量 的 关系见 图 捎 诘 个 加 载 级 时 ， 梁体 已经 整 体 顶起 ， 此 时 数 据 仅 供 参 考 。表 梁 体 顶升 的 实 测 数 据箱 梁 在各 级 加 载 下的 抬升 量 加 载 级 数据 的 输入、 输出 方式 简 单 直观 ，可 用 于工程 实际 。合理 的 支 座 布 置 方案 ，该 修复方案 能够 取 得 良 好 的 效果 。 【 交通 部部颁 标 准 公 路 桥涵 设 计 通 用规 范【 柚 酒 剑拙洌 蘉 北京 ：人民 交通 出 版社， 【 姆 澹 惶旄 盏 龋谎 钍 死 汕 胖氖 椒 石油工程 建设 ，【 畔 馇 宥 跄 富 磺 牌 鹆 焊 恢 淌 广 东公 路 交通 【 【 【 戎 镜 嚎 稻 茫 庹 痖 倭 喊 椭 小 虑谙 騕 柬京 ：日 本支 承 翰 会 攻 读 学 位期间 发 表 的学 术论 文 薄 壁 结 构 非 对称截 面 畸 变 几何 性质 的电算研究