球型拉压测力支座研究设计

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1、球型拉压测力支座研究设计一一I／4一(⋯铁道部第四勘舅鬈设计院武汉430053)(姐变通部新鬻覃冀育丽厂成都511430)提要本文介绍球型拉压嘲力支座的研究、设计、制造与实际应用测试。球型拉压(测力)支座主要用于斜集、竟粱与曲粱结构的支点。以及需要承受负反力结构的支点。研到这种新型支座在国内尚属首次。由铁道部第四勘测设计院与交通部新津筑路机械厂于】995年联台开发研{}

2、成功。为某铁路桥辩粱提供一种先进、可靠、经挤、实用曲新型支座。美键词竺●__一■●’_⋯主1，里，一之1某桥斜梁支座力学要求1．1概要某铁路桥桥梁轴线与

3、××河斜交4。桥跨结构采用简支SRC(SteelReinforcedConcrete)45。斜粱“，跨度为27．6m、16m两种。粱高1．30m，粱底至轨顶高度1．35m，无碴桥面无枕轨道，粱体内有7片焊接组合H形型钢，用高强度混凝土包裹成粱形状。每孔粱设置四个支座，采用球型支座E。每端两个，在钝角、锐角处各设一千。斜向(45。)间距2．828m，受力明确。1．2斜梁支座反力根据理论研究分析与电子计算帆模拟计算结果表明；斜粱在承受恒载和活载条件下，位于粱端钝角和锐角处支座，其反力呈现分布差异，极不均匀。在钝角处支座，支座

4、仅承受正反力即压力，其数值大于斜粱承受的全部荷载。在锐角处支座，支座承受明显的负反力即拉力，见表1。支座的位移量及转角如表2、表3。表1支点最大反力表(kN)跨度27．6Ⅱl16ln钝角支座47502430慌角支座一30(拉)一220(拉)玛东薯，男，1938．09出生，膏教工程师‘工程力学)增刊1999年·245·表2支座位移量(ram)表3支座转角(rad)1．3拉压谢力支座锐角支座的拉力将引起粱体与墩台脱离现象。在工程结构中这种脱离现象使结构发生不稳定和遭致破坏，这是绝对不允许存在的。为此要研究一种克服负反力，而必

5、须承受拉力的支座。这种支座不仅具有受拉功能，同时也具有受压功能，称为“受拉／受压支座”，简称“拉压支座”。为取得斜粱完整的受力测试数据，需要测量恒载及静、动载试骚的支点反力．对于受压支座与拉压支座，必须研{目测量支座反力数据功能的装置。附有测力装置的拉压支座称为“拉压测力支座；附有测力装置的受压支座称为“受压测力支座。已为某桥斜粱成功地提供工程使用的球型受压测力支座和球型拉压测力支座，通过试验检测，证明球形受压测力支座与球形拉压测力支座均符合受力特点，测力数据准确，使用良好，便于养护维修，效果满意。1．4拉压支座力学要求

6、技术经济指标：1．4．1支座受压反力30O0kN500okN1．4．2支座受拉反力3O0kN50okN(受拉值为受压值的1O，要求安全储备K>2)1．4．3支座水平反力300kN500kN1．4．4水平位移量e缴向士50ram，横向士20ram(仅DX有)1．4．5允许转角00．01rad1．4．6摩擦系数常温下0．031．4．7为保证在浇筑粱体混凝土施工期球型支座稳定性，支座附有临时稳定装置。i．4．8力求降低成本，锖售价格合理。2拉压测力支座构思及受力机理2．1拉压谢力支座构思拉压支座构思方案是在璋型支座中心位置设置

7、受拉挣侔承受负反力，受拉构件与上，下支座板莲接。受拉构件由竖向拉杆及其附件组成。竖向拉扦上端为冠状球面支承靛，下端为螺栓固定，称为球面螺栓拉杆。该构思方案改变了以往在支座转动轴位置外饲，设置预应力拉杆承受负反力的原始构思方案，有其新颖先进特点。·246·‘工程力学)增刊1999年拉压力支座由上支座板、中闯转动与精动受拉构件、承压构件及下支座板组成。在支座内部装有力(拉力、压力)传感嚣∞．连接试仪表，通电后，支座受拉时仪表可显示拉力传感嚣受到的拉力值，受压时仪表可显示压力传感嚣受到的压力值。再通过一定的敷据处理，可得到支座

8、所承受的正、负反力敷据。2．2拉压测力支座受力机曩拉压力支座受力机理如图l。tP1．压力仪表接口2．屏蕞线3．上支盅援1．主清移禹5．压力传癌署6·璋面一挂7·一心}

9、块8．拉力传岳嚣9．中问璋面板l0．柱度援ii．主}

10、转面l2．葺型块13．下支盅板14．拉力便裹接口腰l拉压支盅受力示意腰粱体产生的负反力P传递给上支座板，上支座板将力传递给中间球面板翼缘，而后通过调Ii"精块作用于抗拉球面螺栓，抗拉球面螺栓与下支座板螺纹联接。这样便有粱体_÷上支座板_÷中间球面扳_÷球面螺栓_÷下支座板．÷墩台的负反力传递路线。当支座

11、处于受压状态时，由粱体产生的向下的力直接传递给上支座板，而后通过中间球面板、球型块、橡胶板、下支座板传递给墩台。支座所受拉力与压力完全独立。2．3技术关羹2．3．1支座中心受拉球面螺栓拉杆材料及强度。2．3．2传力机构分析(转动、平移)。2．3．3电技术、传感器及力仪表装置。(工程力学，增刊1999年·247·3拉压