专利名称：铸钢橡胶组合式支座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路钢筋混凝土简支梁桥支座，特别是涉及一种铸钢橡胶组合式支座。
我国现行支座主要有以下几种1)弧形支座 以钢的上板平面与下板的弧面作为垂直支承，水平方向以销钉限制其活动，固定支座的销钉与销钉孔间存在着2mm的缝隙，并不完全固定，而活动支座也没有特殊装置，只把销钉孔放大，因此接触面间存在着相当大的摩阻力，实际上不太活动，因此它的移动有很大的随机性，难以控制；2)摇轴支座 24m跨度以上的预应力梁，其固定支座仍采用弧形支座，也以钢的上板平面与下板的弧面作为垂直支承，上板凹槽的两肢能限制固定支座的水平活动，而不用销钉，但也有缝隙2mm，并不完全固定，活动支座则采用摇轴支座，但由于摇轴上下弧面的半径不是同心圆，它的摩阻系数随摇轴的摆角而异，当摆角大时，例如达到7度时，摩擦系数可达0.3以上，因此它的移动也有很大的随机性，有时也不灵敏，很难控制；3)盆式橡胶支座 橡胶密闭于下摆钢盆中，有较大的支承能力，上下盆弥合，有良好的固定性能，活动支座加设了聚四氟乙烯滑板，活动性能也很好，用于简支梁桥时，由于活动支座灵敏性高，桥墩各自为战，抵抗梁上传来的水平力更为显著，因此不能发挥全桥的整体性，不能达到节省圬工的目的；用于柔性墩桥，由于固定支座缺乏弹性，使全联(刚性墩台间的长度)的梁长变化值集中在活动支座处，联长大时，梁缝变化值很大，梁、轨相对位移随之增大，对轨道不利影响更加突出，另外柔性墩需要有一定的柔度，墩身必须纤细，一般需要用钢筋混凝土，不宜用混凝土；4)板式橡胶支座 以橡胶板作为支座，有限位条固定其位置，板式橡胶支座水平方向具有弹性，也有传递水平力的作用，但是规范规定只适用于较小跨度桥梁，其主要原因是板式橡胶支座适应梁端转角的能力差，当梁端转角超过《铁路桥涵设计规范TBJ2-96》第5.3.21条规定的橡胶支座最大的容许转角时，往往需要增加板的厚度，于是其水平剪力刚度锐减，削弱了传递水平力的能力，不能大幅度减少桥墩受力，还降低了行车的稳定性，因此单纯板式橡胶支座，尤其对较大跨度梁，不能达到节省桥墩圬工的目的，故欲增大传递水平力的能力，用薄橡胶板加大剪力刚度的同时，必需添加灵活转动的性能。
本实用新型的目的是通过铸钢橡胶组合式支座传力，既利用桥梁的整体性，减少桥墩水平力，达到节省圬工的目的，也有利于轨道养护，改善运营条件。
本实用新型的目的是这样实现的铸钢橡胶组合式支座，包括加劲橡胶板和砂浆垫层，它还包括钢质弧面铰的上板、钢质弧面铰的下板和挡块，所述的加劲橡胶板上有钢质弧面铰的下板，所述的钢质弧面铰的上板的下部有一凹槽，该凹槽置于所述的钢质弧面铰的下板顶部的弧面上，所述的钢质弧面铰的下板与所述的挡块之间留有缝隙。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点实现了全桥整体受力，节省了桥墩圬工，改善了我国铁路广泛采用的钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥墩各自为战，单独承受梁上水平力的不利状态，由于橡胶板的弹性，梁缝变化分散至各墩台，也改善了以固定支座传力的柔性墩桥全联梁缝变化值集中，在长大联长时活动支座处其值很大，梁、轨相对位移过大之弊。本实用新型的橡胶板厚度不受梁端转角约束，有条件自由地改变支座和桥墩的相对刚度，控制水平力传递的百分比，选择最佳比值，实现设计意图，达到节省桥墩圬工的目的。例如设计时有意识加以调节，使桥墩尺寸适当减小，但也不过于纤细，不需用钢筋混凝土，而可净省较多的圬工等。
本实用新型进行了32米跨度梁的室内真型试验，试验结果如下(1)支座的承载能力试验《(铁路桥涵设计规范TBJ2-96》第4.10.4条，支座顺桥方向从铰平面起至支承垫石顶，反力的传布角度均不宜大于45度，加大传布角可以压低支座高度，节省用钢量，本实用新型反力传布角突破上述规定，设计计算和承载能力试验结果，应力值均远小于容许值，能够满足要求。
(2)支座转动性能试验钢质弧面铰的上板转动较大，而下板转动很微，在最大设计荷载下，测得下板最大转角为0.0124度，此时上板转角为0.5476度，说明橡胶板接近中心受压，符合设计预期。
(3)支座承受水平力试验橡胶板的受剪弹性模量有随正应力减小而减小的趋势，实测数值小于设计值，说明其离散性较大，使用中应严格检查橡胶质量，设计时宜适当留有余地。
(4)橡胶板与铸钢面间的摩擦系数试验不论橡胶板的压应力为2.0MPa，还是4.0MPa，测得橡胶与钢板间的抗滑摩擦系数均比《铁路桥涵设计规范TBJ2-96》第5.3.23条规定值0.2为大。
通过南昆铁路新明村大桥实践，铸钢橡胶组合式支座桥经济效益显著，在该桥刚性墩较高的不利条件下，仍节省圬工741立方米，其中墩身506立方米，为原墩身圬工的30％，基础202立方米，为原基础圬工的17.2％，节省造价为26万元人民币。如果不是7#刚性墩增加了87立方米圬工，效果会更好些，虽然计算中都不需要设置钢筋，但考虑3～6号墩墩身尺寸较小，为确保试点桥的安全，布置了少量构造钢筋。各墩台与原直线上矩形桥墩标准图对比如下表。
除了节约圬工外，还有另一方面，是组合式橡胶支座比现行简支梁桥，对改善线路养护有更大的优越性，因为无论是伸缩力还是绕曲力，它每一孔梁都向跨中对等伸缩，其作用于钢轨上的水平力也是对等并且互相平衡，限于该段钢轨局部，比现行简支梁各孔梁向同一方向伸缩，作用于钢轨的力逐孔累计，有很大的改善，理论及实践表明，可使梁两端的梁轨相对位移的最大值减少约1/2，且在跨中附近不出现梁轨间的相互位移。在当前大力提高行车速度，采用无缝线路的情况下，更有其现实意义。
图1为本实用新型铸钢橡胶组合式支座的主视图；图2为本实用新型铸钢橡胶组合式支座的俯视图。
以下结合附图详细描述本实用新型的实施例。
铸钢橡胶组合式支座，是在板式橡胶支座上增加灵活转动的装置，包括加劲橡胶板3和砂浆垫层4，它还包括钢质弧面铰的上板1、钢质弧面铰的下板2和挡块5，挡块5扎根于墩帽，最好与墩帽混凝土同时灌筑，用来阻挡橡胶板变形超限时钢质弧面铰的移动，所述的加劲橡胶板3上有钢质弧面铰的下板2，所述的钢质弧面铰的上板1的下部有一凹槽，在该下板1的两侧下部各有一凸起的约束卡，形成“”形，所述的上板1的凹槽置于所述的钢质弧面铰的下板2顶部的弧面上，所述的钢质弧面铰的下板2与所述的挡块5之间留有缝隙7。所述的钢质弧面铰的上板1的凹槽，其左右两侧与所述的钢质弧面铰的下板2间的缝隙小于0.5mm。所述的挡块5与所述的钢质弧面铰的下板2的对应面有挡块包角6，其形状为“W”形，以保持表面平整，便于缝隙大小的准确丈量，所述的钢质弧面铰的下板2与所述的挡块包角6之间有填板8，所述的填板8的顺桥向与所述的钢质弧面铰的下板2留有缝隙7，所述的填板8的横桥向与所述的钢质弧面铰的下板2间缝隙7塞紧，变换填板8的厚度，能够调节缝隙的大小。所述的加劲橡胶板3的厚度为20～50mm。所述的钢质弧面铰的下板2的底面加工有与线路方向垂直的凹凸纹路，且该下板2的边缘超出所述的加劲橡胶板3横向1cm、纵向2cm。
权利要求1.铸钢橡胶组合式支座，包括加劲橡胶板(3)和砂浆垫层(4)，其特征是它还包括钢质弧面铰的上板(1)、钢质弧面铰的下板(2)和挡块(5)，所述的加劲橡胶板(3)上有钢质弧面铰的下板(2)，所述的钢质弧面铰的上板(1)的下部有一凹槽，该凹槽置于所述的钢质弧面铰的下板(2)顶部的弧面上，所述的钢质弧面铰的下板(2)与所述的挡块(5)之间留有缝隙(7)。
2.根据权利要求1所述的组合式支座，其特征是所述的钢质弧面铰的上板(1)的凹槽，其左右两侧与所述的钢质弧面铰的下板(2)间的缝隙小于0.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的组合式支座，其特征是所述的挡块(5)与所述的钢质弧面铰的下板(2)的对应面有挡块包角(6)，其形状为“W”形，所述的钢质弧面铰的下板(2)与所述的挡块包角(6)之间有填板(8)，所述的填板(8)的纵向与所述的钢质弧面铰的下板(2)留有缝隙(7)，所述的填板(8)的横桥向与所述的钢质弧面铰的下板(2)间缝隙(7)塞紧。
4.根据权利要求1所述的组合式支座，其特征是所述的钢质弧面铰的上板(1)下部两侧各有一凸起的约束卡，形成“”形。
5.根据权利要求4所述的组合式支座，其特征是所述的加劲橡胶板(3)的厚度为20～50mm。
6.根据权利要求3所述的组合式支座，其特征是所述的钢质弧面铰的下板(2)的底面加工有与线路方向垂直的凹凸纹路，且该下板(2)的边缘超出所述的加劲橡胶板(3)横向1cm、纵向2cm。
专利摘要本实用新型铸钢橡胶组合式支座,包括加劲橡胶板(3)和砂浆垫层(4),其特征是:它还包括钢质弧面铰的上板(1)、钢质弧面铰的下板(2)和挡块(5),所述的加劲橡胶板(3)上有钢质弧面铰的下板(2),所述的钢质弧面铰的上板的下部有一凹槽,该凹槽置于所述的钢质弧面铰的下板顶部的弧面上,所述的钢质弧面铰的下板(2)与所述的挡块(5)之间留有缝隙(7)。本实用新型通过铸钢橡胶组合式支座传力,既利用桥梁的整体性,减少桥墩水平力,达到节省圬工的目的,也有利于轨道养护,改善运营条件。
文档编号E01D19/04GK2399439SQ9925585
公开日2000年10月4日 申请日期1999年12月10日 优先权日1999年12月10日
发明者陈俊真 申请人:铁道部第二勘测设计院