抗拉拔速度鎖定支座的試驗檢測與應(yīng)用

□文/金 鑫

抗拉拔速度鎖定支座的試驗檢測與應(yīng)用

□文/金 鑫

文章以實際工程為例，詳細(xì)介紹抗拉拔速度鎖定支座試驗、安裝步驟，旨在對該項新技術(shù)的推廣起一定的作用。

橋梁；支座；抗拉拔；速度鎖定器

1 工程概況

天津生態(tài)城中部片區(qū)經(jīng)六路上跨薊運河故道橋梁工程位于8度地震區(qū)，主橋除中央的8#固定墩和兩端連接墩采用盆式支座外，其余 4個主墩（6#、7#、9#、10#）采用速度鎖定器支座，見圖1。這種支座在結(jié)構(gòu)縱向伸縮變形速度小于限值時，即溫度變化、混凝土收縮徐變和低烈度地震引起的結(jié)構(gòu)縱向變形，可以通過鎖定器里的調(diào)節(jié)裝置適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，從而釋放由上述荷載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。當(dāng)結(jié)構(gòu)縱向伸縮變形速度大于限值時（7度或8度地震），支座內(nèi)的速度鎖定裝置發(fā)揮作用，將支座的縱向位移量鎖定，此時，主橋的5個主墩基礎(chǔ)共同抵抗地震力。

為了橋梁整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的需要，主橋所有支座均為抗拉支座。

圖1 主橋支座平面布置

2 試驗內(nèi)容及方法

2.1 抗拉拔速度鎖定支座

2.1.1支座豎向承載力測試

按圖2放置試樣后，按下列步驟進(jìn)行支座豎向承載力試驗。

圖2 支座豎向承載力試驗

1）將試樣置于試驗機的承載板上，試驗中心與承載板中心位置對準(zhǔn)，偏差＜1%球型支座直徑，試驗載荷為支座豎向承載力的1.5倍。加載至設(shè)計承載力的0.5%后，核對承載板四邊的位移傳感器和千分表，確認(rèn)無誤后進(jìn)行預(yù)壓。

2）預(yù)壓。將支座豎向設(shè)計承載力以連續(xù)均勻的速度加滿，反復(fù)3次。

3）正式加載。由0至試驗載荷均勻分為10級。試驗時以實際承載力的0.5%作為初始載荷，然后逐級加載。每級載荷穩(wěn)壓2min后記錄位移傳感器和千分表數(shù)據(jù)，直至檢驗荷載，穩(wěn)壓3min后卸載。加載連續(xù)進(jìn)行3次。

4）豎向壓縮變形分別取4個位移傳感器讀數(shù)的算術(shù)平均值，繪制荷載-豎向壓縮變形曲線。盆環(huán)徑向變形分別取4個千分表讀數(shù)的算術(shù)平均值，繪制載荷-盆環(huán)徑向變形曲線。變形曲線應(yīng)呈線性關(guān)系。

5）試驗豎向壓縮變形、盆環(huán)徑向變形應(yīng)滿足在豎向設(shè)計承載力的作用下，支座的豎向壓縮變形不應(yīng)大于支座總高度的1%，盆環(huán)徑向變形不應(yīng)大于盆環(huán)外徑的0.5%。

2.1.2支座轉(zhuǎn)動性能測試在支座上板上放置1塊0.02rad的楔形板，將支座豎向設(shè)計載荷以連續(xù)均勻的速度加滿并保持5min，未發(fā)現(xiàn)支座破壞，滿足設(shè)計要求。

2.2 速度鎖定器LUD

2.2.1全行程測試

試驗?zāi)康模簷z測產(chǎn)品在沖程內(nèi)的滑動性能。

試驗方法：在產(chǎn)品鐵件組裝完成后（未灌膠狀態(tài)下），手推動活塞桿從缸體一端極限到另一端極限再回到起點，進(jìn)行一次全行程完整且連續(xù)的循環(huán)。記錄活塞桿總行程（即為產(chǎn)品總行程）。

驗收條件：試驗中無任何卡滯現(xiàn)象，產(chǎn)品總行程滿足設(shè)計要求。

2.2.2慢速位移測試

試驗?zāi)康模簷z測當(dāng)橋梁在溫度及常風(fēng)作用下產(chǎn)品的滑動性能。

試驗方法：以0.01mm/s的速度運行，達(dá)到載荷穩(wěn)定為止，進(jìn)行正反各一次。記錄連續(xù)的載荷-位移、載荷-時間曲線。

驗收條件：試驗中LUD無任何泄露及卡滯現(xiàn)象，作用力不大于LUD設(shè)計承載力的10%且LUD不能被鎖定。

2.2.3快速位移測試

試驗?zāi)康模簷z測當(dāng)橋梁在地震，強風(fēng)及制動等作用下產(chǎn)品的鎖定性能，載荷變化及密封性能。

試驗方法：在2s內(nèi)施加設(shè)計載荷，分別進(jìn)行拉伸和壓縮試驗（不需循環(huán)）。記錄載荷-位移、載荷-時間曲線。

驗收條件：試驗中LUD無任何泄露及卡滯現(xiàn)象；LUD的鎖定位移不得超過12mm；從LUD鎖定到最大載荷的位移不得超過12mm。

3 抗拉拔速度鎖定支座安裝

3.1 支座安裝前的檢查

1）型號：產(chǎn)品運抵施工現(xiàn)場后，應(yīng)檢查每一種型號的支座是否與安裝圖相符。

2）外觀：檢查支座各部分是否已經(jīng)產(chǎn)生相對滑移和松動，支座外表面銘牌、合格證、沿橋向標(biāo)識是否齊全，支座表面油漆是否有損壞。

3）附件：檢查支座產(chǎn)品檢驗報告和安裝圖紙是否齊全。

3.2 支座安裝前的準(zhǔn)備

吊車1臺（滿足吊裝條件）。調(diào)平鋼板若干塊。形狀100mmm×100mm正方形，厚度 20、10、5、1mm。水準(zhǔn)儀或測微器1套。灌漿用器具：砂漿攪拌機1臺、漏斗1個、磅秤1臺、盛水容器1個、灌漿軟管1只。施工前必須確認(rèn)支座類型、幾何尺寸滿足施工要求。對支承墊石預(yù)留錨栓孔進(jìn)行復(fù)測。錨栓孔須滿足：直徑為錨碇鋼棒直徑加60mm，深度為錨碇鋼棒長度加60mm并確保錨碇鋼棒在錨栓孔中各邊都有30mm的活動空間。鑿毛灌注砂漿范圍的支承墊石頂面。用墨斗在支承墊石頂面彈出支座中心十字線和灌漿模板邊線。在支承墊石支座下板中心均勻取3點，測出頂面標(biāo)高。

3.3 支座安裝

鑿毛支承墊石頂面，放置調(diào)平鋼板并測量鋼板頂面標(biāo)高。將支座下錨碇板中心線與支承墊石中心十字線對齊，可利用鉛垂對中。支座安裝后，在上錨碇板受力范圍內(nèi)均勻分部選3個點，對支座上錨碇板高程進(jìn)行復(fù)測，確保上錨碇板頂面高程水平公差在0.003rad范圍內(nèi)。通過測量確定支座頂面高差滿足水平公差后，立灌漿模板，要求灌漿模板以支座下錨碇板邊外擴50 mm為宜。灌漿前必須對灌漿范圍內(nèi)支承墊石表面用水潤濕，灌漿順序為先將錨栓孔灌滿，然后將灌漿軟管伸至支座下錨碇板中心，將高強度無收縮自流平水泥砂漿倒入漏斗，通過砂漿自重進(jìn)行灌漿作業(yè)。灌漿量以漿體表面略高于支座下錨碇板底面2～3mm為宜（≯5 mm）。

3.4 支座安裝注意事項

吊裝過程中，必須在吊裝鋼絲繩與支座之間墊上橡膠墊，防止鋼絲繩勒壞支座表面油漆，影響支座使用壽命。必須確保支座上表面水平度滿足允許公差要求。砂漿材料必須經(jīng)過試驗檢測合格后選用，砂漿配比及使用方法必須按照砂漿生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)執(zhí)行。灌漿前對支座中部進(jìn)行覆蓋保護(hù)，防止在灌漿施工過程中污染支座工作部分。灌漿結(jié)束后，對支座滑動槽和支座外部進(jìn)行清理干凈并對支座外表面油漆損壞部分進(jìn)行補漆。

3.5 質(zhì)量檢驗

支座安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1。

4 結(jié)語

抗拉拔鎖定支座在地震作用下，瞬時達(dá)到鎖定速度，變?yōu)閯倵U作用，限值所在墩和梁的相對位移，提高此節(jié)點的剛度，使得全橋內(nèi)力重分配，顯著減少了固定主墩的彎矩和剪力，大大提高橋梁的抗震性能，從而有效保證橋梁在地震作用下的結(jié)構(gòu)安全。

[1]焦馳宇，李建中.橋梁新型減隔震支座的研究進(jìn)展[J].結(jié)構(gòu)工程師，2007，（3）：83-88.

[2]侯海彪，黃至毅，許明杰.成灌線連續(xù)梁速度鎖定支座的設(shè)計及應(yīng)用[J].價值工程，2012，（27）：136-138.

[3]胡建明.大慶至廣州高速公路流溪河特大橋八跨連續(xù)梁采用速度鎖定支座減震分析[J].四川建筑，2013，（1）：133-135.

U441+.3

C

1008-3197（2014）02-50-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2014.02.020

2013-12-05

金 鑫/男，1982年出生，工程師，天津市國盛工程造價咨詢有限公司，從事市政工程監(jiān)理工作。