震后桥梁球型支座服役性能评估与试验研究

桥梁支座是保障铁路桥梁结构安全的重要部件,发挥着将上部结构载荷及变形传递给墩台的重要作用。为研究桥梁支座的长期使用性能,结合西北某高铁线路震后复旧工程,对已服役十余年的震后桥梁球型支座进行检查和试验分析。结果表明:震后桥梁球型支座的竖向承载力、摩擦系数和转动力矩参数等指标仍满足设计要求,可继续使用。

基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥抗震性能

为了探讨多跨曲线连续梁桥的抗震性能和减隔震方法,对基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥构建了有限元模型,并进行了动力特性和非线性时程分析.结果表明,桥梁模型的纵向刚度弱于横向刚度,且第1阶振型对桥墩纵向地震反应贡献较大,振型参与系数为29.8%,第6阶振型对桥墩横向地震反应贡献较大,振型参与系数为20%;在E1地震作用下,设置的摩擦摆球型支座能够使桥梁保持弹性工作状态,且支座变形和伸缩缝宽度满足要求;在E2地震作用下,部分桥墩的截面最大弯矩需求大于截面的抗弯承载能力,而进一步的桥墩强度验算发现,结果均满足抗震需求.

桥梁球型支座生产线作业单元产线平衡探讨

根据桥梁球型支座的结构特点和生产工艺流程,采用精益生产理念对桥梁球型支座生产线动作和时间进行探讨,结合桥梁球型支座生产线时间研究表,通过去除非增值作业、消除瓶颈工序以及优化重组作业内容等方式基本实现了桥梁球型支座各作业单元的产线平衡,达到生产线少人化、效率最大化的目的,提高了桥梁球型支座生产线的效率和作业连贯性。

斜坡型大纵坡T梁球型支座破坏原因分析和处治

对于山区斜坡型大纵坡桥梁,通常采用T梁和球型支座以适应结构复杂的转动和形变需求。然而,在施工质量和服役环境等多种因素影响下,支座常出现位移超限和脱空等病害,严重威胁了桥梁的安全运营。采用现场试验方法,以球型支座位移、支座梁底预埋钢板水平度、伸缩缝宽度、主梁梁端间距和桥墩垂直度为评价指标,剖析了支座病害的成因。以某山区一座跨径为4×30 m+(65+110+65)m的桥梁为例,分析了该桥T梁球型支座的破坏情况,提出了处治措施,并得到以下结论:T梁架设时支座临时约束解除后未消除的支座初始位移、桥墩抗弯刚度偏小、梁底预埋钢板水平度超限(水平度达到-1.72°(负号表示下坡)以上),是导致球型支座出现位移超限和脱空等问题的主要原因,可采用自调平支座和盖梁顶增设纵向限位装置等措施来解决支座破坏问题。

桥梁球型支座生产线单元化设计

根据桥梁球型支座的结构特点和生产制造工艺要求,以5000 kN球型支座生产线的生产节拍为基准,对生产线前处理区、焊接区、涂装区和装配区的链速进行设计计算,得出了各作业单元的最佳链速。采用单元化设计理念,基于U形单元化布局,通过生产线工位布置、工序调整、瓶颈工序优化合并等手段,完成了前处理区作业单元、焊接区作业单元、涂装区作业单元和装配区作业单元的布局和设计,实现了球型支座生产线作业单元的平衡,提高了球型支座生产线的效率和作业连贯性。

耐磨板对球型支座受力性能的影响

为了研究耐磨板对球型支座受力性能的影响,分别建立了无耐磨板、采用PTFE(聚四氟乙烯)及采用UHMWPE(超高分子量聚乙烯)作为耐磨板的球型支座有限元计算模型,并针对各种使用工况进行分析计算和比较。结果表明:使用UHMWPE耐磨板在改善球型支座的受力方面与使用PTFE耐磨板作用相似,均消除了支座接触部位之间的应力集中,使支座受力更均匀,而且由于UHMWPE耐磨板在密度、耐磨和承载能力等方面的优良特性,特别值得在桥梁支座领域进行大规模的推广和应用。

球型支座结构及性能研究

采用与支座实际工作状态相符的非线性接触有限元分析方法,对常规球型支座进行研究,得到支座各部件变形及应力分布规律。研究了四氟板面积变化对支座各部件受载情况影响,结果显示,在一定范围内,当四氟板面半径增大,支座各部件最大复合应力减小。分析了墩台混凝土的弹性模量对支座性能影响,随着混凝土弹性模量增大,支座各部件最大复合应力减小。为球型支座、墩台设计提供参考依据。

注射式调高球型支座试验的设计与研究

注射式调高球型支座可以解决桥梁基础的不均匀沉降。本文根据注射式调高支座结构试验特点,设计了该型支座具体的试验方法和步骤,试验结果证明该方法正确有效。结合有限元分析方法提出了该型支座填充本体材料的性能要求,总结了调高试验步骤及过程中需要注意的事项,对该型支座的设计、试验、制造和安装及安全应用进行详细说明。

抗拉拔球型支座结构与性能研究

研究了一种适用于高烈度地震区和飓风较多区域的新型抗拉拔球型支座。抗拉拔球型支座在常规球型支座结构形式上增加了抗拉拔结构,可承受竖向拉拔力。通过建立抗拉拔球型支座模型,并结合实际工况,应用力学校核和有限元方法分析了抗拉拔结构的使用效果。计算结果表明,在不利工况下,抗拉拔球形支座的承载力、抗拉拔性能、位移和转角均可满足设计要求,表明该抗拉拔球型支座能很好地满足实际需求。

基于ABAQUS非线性接触分析的球型支座转动性能及结构分析

采用大位移非线性接触有限元分析方法,对常用规格球型支座的转动性能及结构进行分析,并与常规力学模型分析结果进行比较,验证了球型支座转动力矩与正压力、摩擦系数、球面半径和转角的关系,说明转动力矩与转角大小几乎无关,但不同转角下支座各部件应力相对于无转动时有较大增加,最大可增加30%,设计时必须考虑,以保证球型支座的安全使用。根据实际情况合理地增大球面四氟板厚度和球面曲率半径可以有效改善球型支座的性能。

耐磨板整板与分体式设计对高速铁路桥梁球型支座性能影响的试验研究

铁路桥梁球形支座的耐磨板主要有两种设计方式,一种是整体式,一种是分体式。研究两种不同的耐磨板设计对支座性能的影响,对于球型支座的应用具有重要意义。基于大量的球型支座力学性能试验,对多项力学性能的试验结果进行了对比、分析与总结。研究表明,采用整体式耐磨板的球型支座,在性能上优于采用分片式的球型支座。

球型支座与上下部结构之间特性研究

采用轴对称有限元模型,加入桥跨及混凝土墩台结构,对10 MN球型支座进行了非线性接触有限元分析,确定了桥跨结构梁体合理厚度模型。研究了支座与混凝土墩台之间摩擦系数对支座的性能影响,建议摩擦系数取值为0.4左右;对比研究试验工况与实际工况下支座应力与变形情况,两者之间有一定差距,对试验数据要正确合理地采用。

大吨位和大位移球型支座设计

大吨位、大位移球型支座常用于大跨度斜拉桥、拱桥等重要桥梁工程中,作为桥梁上部结构与下部结构的连接单元,其设计的先进性、合理性、结构的耐久性受到越来越多的关注。从结构设计的角度,对大吨位、大位移球型支座的耐久性设计、支座与梁端和墩台的连接以及滑板材料的选择进行了阐述。

球型支座应用于大型渡槽的隔震研究

结合实际大型渡槽工程,设计球型隔震支座NKQZ15000GD,该支座具有较高的竖向承载能力、较低的水平剪切刚度,并具有一定阻尼和复位能力;对该支座进行材料性能测试,拟合支座的力学性能参数;分别采用反应谱法和动力时程法,计算隔震渡槽在设计地震与超设计地震作用下的动力反应;分析球型隔震支座应用于大型渡槽的减震效果,根据定量分析的结果得到一些规律性的结论。

球型支座转动力矩简化公式的理论研究

针对根据规范《桥梁球型支座》(GB/T 17955-2009)中给出的球型支座转动力矩估算公式算得的转动力矩值与试验值存在较大误差的问题,对球型支座转动力矩公式进行改进。根据2个基本假定(球冠曲面所受压力沿曲面均匀分布,方向指向球心;球冠平面对转动板的压力为梯形分布),建立球型支座转动的理论分析模型,通过理论推导得到球型支座转动力矩的计算公式,并根据实际支座的参数范围对公式进行了一定的简化处理。通过对简化公式的分析及试验可知,简化公式考虑了球冠曲面和平面2个表面摩擦力对转动力矩的影响,与规范公式相比,其计算结果更接近于试验值,证明了其合理性和准确性。

铁路桥梁球型支座

桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的"关节"部件,是桥梁结构的重要组成部分,其性能优劣直接影响整座桥梁甚至整条线路的运营状态及使用寿命。对球型支座的结构设计、经济技术指标、材料选择、生产加工控制及检测试验等内容进行介绍,为球型支座在铁路桥梁上的进一步应用提供参考。

弹塑性钢减震球型支座减震性能研究

NDQZ系列非线性阻尼辐减震球型支座在E2地震作用下,由于支座球面摩擦和弹塑性钢阻尼件的变形耗能减小了结构地震响应,具有良好的减隔震性能。文章以某桥一联(47+5×80+47)m变截面连续箱梁为工程背景,通过E2地震作用下动力时程分析,对比采用普通球型支座和NDQZ系列非线性阻尼辐减震球型支座的不同地震响应,后者通过调整与桥墩的组合刚度使其协同受力,可减小桥墩构造尺寸和配筋;对比分析不同桥墩尺寸的地震响应,随着墩身刚度的增加,NDQZ支座的减震效果越明显。

网架球型支座设计计算探讨

讨论了同样的固定支座同样的参数、不同结构形状的不同的重量成本分析及减重方向(合适的位置设置倒角及尺寸要求),为根据各个方向的具体的参数特殊设计不同形状的最优重量的支座提供了方向;提出了固定网架支座上、下支座之间抗拔咬合结构的角度分配,根据实际支座的水平力和拉力情况,采用较为合理的角度布置,并举例说明;对于单向滑动支座,提供了针对安装位置不同从而设计不同结构形式的支座的方法,并分析了各自的利弊。

减震抗拉球型支座在大型桥梁中的应用

介绍了桥梁支座的分类,减震抗拉球型支座的主要工作原理、构造特点、常用系列以及QZ型支座技术性能;结合工程实例,论述了KJQZ系列支座的具体安装与养护技术。

液体粘滞阻尼器配合双曲面球型支座在大跨连续梁桥中的减隔震研究

大跨度连续梁桥由于上部结构惯性力较大,导致传统延性抗震设计方法很难满足桥梁抗震性能需求,减隔震技术是解决这一问题的有效途径之一.采用液体粘滞阻尼器配合双曲面球型减隔震支座对某高烈度大跨连续梁桥进行了减隔震设计,结果表明:液体粘滞阻尼器减震效果明显,但固定墩地震力较大仍难以满足要求;采用双曲面球型减隔震支座,除边墩受地震力明显增大外其余墩较均匀的分担了地震荷载,墩身抗震性能充分发挥,且其具备自复位功能震后修复难度较低;液体粘滞阻尼器配合双曲面球型减隔震支座时减震效果明显优于仅设置阻尼器,且前者具备一定的自复位功能,与设置双曲面球型支座相比前者解决了边墩的抗震问题.本桥减隔震设计中此方法最优,该方法可为高烈度区大跨连续梁桥的抗震设计和抗震加固提供参考.