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吳忠簡單介紹橡膠支座在橋梁工程中的應用

簡單介紹橡膠支座在橋梁工程中的應用
　　在橋梁工程中使用的橡膠支座，大體上有兩類，即板式橡膠支座和盆式橡膠支座。橡膠支座是連接橋梁上下部結構的一個重要裝置，其作用是把上部結構的各種作用傳給墩臺，乃至基礎，并能夠釋放或者約束由溫度變化、活載等因素所產生的位移和轉角，使上下部結構的實際受力情況符合設計的計算圖式。隨著合成橡膠工業的發展，橡膠在橋梁工程中上也得到了應用。二十世紀四十年代末，橡膠支座在法國得到應用，由于它的優越的性能和價格優勢，很快得到了普及。六十世紀我國開始發展橡膠支座，并很快得到推廣。

橡膠支座

　　橡膠支座與鋼支座相比，具有很大的優勢。橡膠支座構造簡單、加工比較方便、價格低廉，耗材小、結構高度低、安裝方便、易于更換，且能適應任意方向的變形，故對斜橋和寬橋都有很好的適應性。此外，橡膠的彈性還能消減橋梁上下部結構的動力作用，具有一定的減隔震作用。

2.1材料

　　制造橡膠支座的材料有天然橡膠和氯丁橡膠，以后者為主。

　　在常溫下，天然橡膠具有較高的彈性，機械強度，滯后損失小，耐屈撓性很好，尤其是其優良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性等特性，并且，經過適當處理后耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等寶貴性質，所以，較適用于寒冷地區橋梁支座的材料。天然橡膠的使用溫度不低于-40℃。

　　氯丁橡膠有良好的物理機械性能，具有較高的拉伸強度、伸長率、粘接性好、耐老化、耐熱、耐化學腐蝕性優異。缺點是耐寒性和貯存穩定性較差。氯丁橡膠的使用溫度不低于-25℃。

2.2板式橡膠支座

　　板式橡膠支座有普通板式支座和四氟板式橡膠支座之分。

　　普通板式橡膠支座有矩形、圓形、坡形、帶球冠圓形等，適用于中小跨度橋梁。圓形板式橡膠支座和帶球冠圓形橡膠支座具有平面上的各向同性既不具有方向性，圓形板上的球冠可調節受力狀況，不僅適用于一般橋梁，也適用于各種變位復雜的高架橋和立交橋。而坡形板式橡膠支座的頂面具有一定的斜度，適用于縱坡和橫坡都較大的公路橋梁。這類板式橡膠支座的活動機理是通過橡膠的剪切變形來實現水平位移，利用橡膠的不均勻彈性壓縮來實現轉動。

　　四氟板式橡膠支座，是在用作活動支座的橡膠頂面貼一張聚四氟乙烯板，然后在聚四氟乙烯板和梁底間墊不銹鋼薄板，以適應較大位移的支座型式。可做成圓形、矩形和球冠圓形，適用于水平位移較大的情況。

　　板式橡膠支座構造簡單、加工制作容易、耗鋼量少、成本低廉、安裝方便，工作性能好、具有良好的彈性阻尼，可有效減緩車輛對橋梁的沖擊作用，再加上板式橡膠支座的日常養護工作比較簡便，因此，在國內橋梁中得到廣泛的應用。全國最早使用板式橡膠支座的是廣東肇慶的公路橋，至今已有25年的使用歷史。由于板式橡膠支座所具有的力學特性，對于多跨簡支連續橋面結構，采用板式橡膠支座幾乎是唯一的選擇。板式橡膠支座第一次在我國鐵路橋梁上的試用，是1969年在安徽固鎮大橋邊跨的一孔12m預應力混凝土先張梁上。隨后，因更換舊梁及新建工程的需要，太原、上海、濟南、沈陽等鐵路局也都相繼采用了板式橡膠支座。目前板式橡膠支座已經成為國內公路與城市橋梁廣泛采用和深受歡迎的一種支座型式。

2.3盆式橡膠支座

　　盆式橡膠支座是在板式橡膠支座的基礎上發展起來的，由鋼部件和橡膠部件組合而成的一種橡膠支座，部件主要包括上支座板、下支座板、橡膠板、中間襯板、平面摩擦副、鋼箍圈等。盆式橡膠支座按其約束形式有固定支座、單向活動支座和雙向活動支座三種形式。盆式橡膠支座的水平向位移是通過聚四氟乙烯與不銹鋼滑板組成的平面摩擦副間的相對滑動來實現的，轉角位移則是由橡膠板所產生的不均勻壓縮來實現。按使用環境溫度的不同可分為常溫型支座和耐寒性支座，常溫型支座適用溫度-25～60℃，耐寒型支座適用溫度-40～60℃。

　　盆式橡膠支座的優點：水平位移量大、轉動靈活、重量輕、結構緊湊、構造簡單、支座建筑高度低，節省鋼材、造價低，且能滿足寬橋對支座橫向也要能轉動及伸縮的要求，因此，在大跨度鐵路橋梁及公路橋上均以得到廣泛應用。南京長江二橋上就采用了盆式橡膠支座。