ZRQZ补充硅脂耐久钢支座设计指南终康.doc

1、桥梁标准构件系列产品ZRQZ补充硅脂型耐久球型钢支座设计指南衡水橡胶股份有限公司HENGSHUI RUBBER CO， LTD衡水橡胶股份有限公司目录ZRQZ- 型支座安装图及尺寸. . .14ZRQZ- 型支座安装图及尺寸. . . . . .18ZRQZ补充硅脂型耐久球型钢支座1概述ZRQZ补充硅脂型耐久球型钢支座是我公司新开发的一种桥梁支座。目前，国内外桥梁建筑工程上所用的盆式和球型支座滑板的储脂坑中，只能一次预存定量的硅脂，不能后期补充硅脂，造成支座在长期应用中硅油含量降低，硅脂逐渐浓缩，润滑效果下降，滑板磨耗量增大。早在20 世纪 70 年代，桥梁专业研究院就针对支座滑板进行了系统的

2、试验研究，试验表明，支座滑板在无硅脂润滑状态下滑板摩擦系数是在硅脂润滑状态下摩擦系数的4 倍，加硅脂润滑可以明显改善支座滑板的摩擦和磨耗性能，可以提高滑板的使用应力。滑板在硅脂欠缺的情况下，易造成支座摩擦系数增大、滑板磨耗量增加的现象，进而影响整体支座的活动灵活性及使用寿命。经过大量的桥梁支座病害原因分析得出，约 %的支座病害是由于支座内硅脂失效或缺失造成的，一般表现为支座转动不灵活，支座位移或转动功能失效等，对桥梁工程的正常运营造成严重影响。因此，公司确定研制一种不仅具有常规球型支座承载力大、传力可靠、转动灵活、转角大等性能特点，而且还能在 不影响桥梁正常营运情况下可实现后期高压注入硅脂功能

3、的新型球型支座，作为目前普通球型支座的代替品。补充硅脂型耐久球型钢支座是利用连通器传递液体压强的原理，通过结构改进实现硅脂补充功能的：支座内部结构件设置有相贯穿的填充通道，外部设置有与加注机相连的接口。支座在正常使用过程中通过高压加注机给平面滑板和曲面滑板补充硅脂，使支座的各滑动、转动摩擦副间保持良好、长久的润滑状态，保证球型钢支座转动的灵活性，进而延长支座的使用寿命，减少支座养护次数。桥梁支座在我国的应用与发展已有几十年的历史，近几年随着中国道路建设速度的加快，公铁路高速网规模扩大，运输能力持续提高，为满足经济社会发展需要，对桥梁支座的需求数量越来越大，对产品的要求越来越严格，对支座本身具备

4、的功能也越来越多，因此，我公司研发的补充硅脂型耐久球型钢支座必具有重大的使用价值和广阔的市场应用前景。补充硅脂型耐久球型钢支座是国家专利技术成果（ ZL3262），通过了省部级科技成果鉴定（），适用于各类公路、市政桥梁。2 设计依据? 球型钢支座技术条件 （GB/T 17955-2009）? 公路桥梁抗震设计细则 （JTG/T B02-01-2008）? 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）? 城市桥梁抗震设计规范 （CJJ166-2011）? 城市桥梁设计规范（CJJ11-2011）? 钢结构设计规范（GB 50017-2003）? 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （

5、 JTG D62-2004）? 建筑结构轴承 CE认证（ EN1337）第一部分：一般设计通则 ；? 建筑结构轴承 CE认证（ EN1337）第二部分：滑动元件；? 建筑结构轴承 CE认证（ EN1337）第七部分：球面或圆柱面聚四氟乙烯支座 ；? 铁路工程抗震设计规范 （GB 50111-2006）3 产品结构图 1.产品结构示意图4 支座代号ZRQZ- *- * - *e -（F)低温型（常温型不表示）主位移方向位移量（ mm），固定型无支座类型（ GD表示固定型；DX表示单向活动； SX表示双向活动）竖向承载力（ kN)支座分类系列代号示例：ZRQZ- -6000kN-DX 100-F，

6、表示：设计竖向承载力为 6000 kN，主位移方向位移量为 100mm，耐寒型， ZRQZ 系列单向活动型球型钢支座。5 产品特点? 结构新颖可以实现填充硅脂，确保支座的滑动及转动副处于长效、良好的润滑状态。? 填充方便支座的填充可在不影响桥梁正常运营的情况下实现。? 材质优良耐磨材料采用改性超高分子量聚乙烯，提升了支座的耐磨性能、滑动性能和使用寿命；优质材料的采用提高了设计面压，减小了支座的尺寸，减轻了重量，降低了工程造价。? 安装方便附属构件采用套筒及锚固螺栓与墩、梁连接，安装方便、维护容易。? 支座承压通过球面传力，不出现力的缩颈现象，作用在混凝土上的反力比较均匀。支座通过球面耐磨板的滑

7、动来实现支座的转动过程， 转动力矩小， 而且转动力矩只与支座球面半径及耐磨板的摩擦系数有关，与支座转角大小无关。因此特别适用于大转角的要求，设计转角可达以上。6 技术性能竖向承载力本系列支座根据设计要求，竖向承载力分为38 个等级（ kN）1000、1500、2000、2500、3000、 3500、 4000、 4500、 5000、 6000、7000、8000、9000、10000、12500、15000、17500、20000、22500、25000、27500、30000、32500、35000、37500、40000、45000、50000、 55000、60000、70000、8

8、0000、90000、 100000、125000、150000、175000、 200000水平承载力固定型支座各向、单向活动型支座非活动方向的设计水平承载力分为ZRQZ- （普通型）设计水平承载力为支座竖向承载力的10%ZRQZ- （抗震型） 设计水平承载力为支座竖向承载力的 20% 当水平承载力大于 20%时，支座可另行设计。设计转角本系列支座的设计转角分为、 。当水平转角大于时，支座可另行设计。设计位移单向活动型支座活动方向横向放置时横桥向的位移量和双向活动型支座横桥向的位移量为 40mm；单向活动型支座的活动方向和双向活动型支座的顺桥向位移量为50mm、 100mm、150mm；温度

9、适用范围本系列支座温度适用范围为-40 +60。摩擦系数常温（ -25 +60):：低温（ -40 -25 ):梁底坡度现浇梁的坡度 :由梁底设置预埋钢板或楔形混凝土块调整。预支梁的坡度： 可在制梁时通过支座上部的预埋钢板调整，也可在梁底预埋平钢板后在支座的顶面加设楔形调坡板或楔形混凝土块调整。坡度较小时（ 2），本系列的支座还可以直接在上支座板顶面设置坡度进行调整。混凝土强度等级采用本支座时，梁体混凝土的强度等级不宜低于C45，支承垫石混凝土强度等级不低于C40。注：若以上技术参数不能满足项目要求，请及时与本公司联系进行定制设计。7 支座布置原则本系列球型钢支座分为固定型（ GD）、单向活动

10、型（ DX）和双向活动型（ SX）三类。根据横桥向两个支座中心距的大小，主要桥型的支座布置方式示意图如下，仅供设计时参考：三跨连续梁（横桥向支座中心距4m）支座布置示意如下图所示：三跨连续梁（横桥向支座中心距4m）支座布置示意如下图所示：简支梁支座布置示意图如下所示：图例：表示固定型支座 (GD)表示单向活动型支座 (DX)表示双向活动型支座 (SX)8 安装工艺细则总则?采用本系列支座时，垫石顶面四角高差不得大于 2mm，考虑到安装养护和必要时更换支座的方便，垫石高度不宜低于 100mm。? 本系列支座采用套筒和锚固螺栓与主梁及墩、台连接。为确保支座准确就位安装，减少对墩台顶面的受力钢筋的干

11、扰，建议在墩、台顶面的支承垫石部位设置预留锚栓孔，预留孔的尺寸详见支座安装图（表），预留孔中心及对角线位置偏差不得超过 10mm。? 与支座相邻的桥墩或桥台顶面垫石混凝土中需增设至少 4 层网状钢筋，布筋范围须大于支座底钢板平面尺寸。网状钢筋推荐采用 12mm钢筋，网格为 100mm100mm，间距为 60mm80mm。预留孔处的网状钢筋断开，在孔边增设相同直径的补强钢筋。网状钢筋布置示意图见图2。图 2 网状钢筋布置示意图卸货与存放? 支座需用软绳捆扎，装卸时需用叉车或起重设备吊装，支座各部件已通过临时连接装置固定，可立即用于安装。? 如果送达工地的支座没有立即安装，应妥善存放；支座存放的场

12、所要求场地平整，支座套筒的下方用方木或木块垫放，支座的存放场所应能满足防潮防晒防尘条件，支座的存放应不影响工地施工，且方便支座的运输和吊装。本系列支座本体部件不可拆分，以确保使用性能。? 整个装卸、运输和存储的过程中应当保证支座各部件及油漆面不受损坏。安装前的检查?检查上支座板正中心的中心标识，安装时准备对正X 轴和 Y轴，支座高程应符合设计要求。? 检查支座螺栓和防尘套是否紧密固定。? 检查支座桥墩号位置与支座规格是否相符；? 检查支座的上、下钢板贴近混凝土或水泥砂浆的表面，必须无灰尘和油渍。? 检查活动支座的预偏量数值是否与该位置支座设定值相符。灌浆材料的性能要求支座安装时所采用的灌浆材料

13、为无收缩环氧树脂砂浆，其性能要求见表1 表 1 灌浆用无收缩环氧树脂砂浆性能要求项目技术指标项目技术指标8h20流动性220mm12h25温度范围+5+35抗压强度24h40初凝时间 30min（MPa）28d50终凝时间 3h56d 和 90d强度不降低收缩率2泌水性不泌水膨胀率灌浆工艺本系列支座安装时，根据其与梁体或墩台的连接方式（灌浆工艺），可分为如下三种安装方法：重力灌浆法、座浆法和预装钢板法。重力灌浆法支座安装时支座与垫石之间要求使用重力法灌浆无收缩水泥砂浆，并按规定的要求灌浆执行，确保灌浆部位没有气泡，并按以下步骤进行：a) 凿毛支座垫石上表面，露出粗骨料，呈坚固不规则表面，并用水

14、将支承垫石表面浸湿，清除表面及预留孔中的杂物和积水。b) 安装支座锚固螺栓组件，吊放支座于支座垫石上，用调平螺栓或混凝土垫块加薄形钢板支撑支座，必要时利用薄形千斤顶调整支座高度和平整度，保证支座底面与支承垫石之间留有2030mm空隙。c)安装模板，灌注无收缩高强度灌注材料（图3）。灌浆过程应从支座中心部位向四周注浆，直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。灌浆前，应初步计算所需的浆体体积，灌注实用浆体数量不应与计算之产生过大误差，不允许中间缺浆，无收缩高强度灌注材料层上表面应与支座下支座板下表面平齐或略高于下表面。图 3 无收缩高强度灌注材料d) 待支座安装在垫石上且灌浆材料强

15、度达到要求之后，拆除模板，检查是否有漏浆处，必要时对漏浆处进行补浆。补浆完成后可进行现浇梁的装模作业。e) 搭建现浇梁模板，确保模板与支座上支座板的密封。搭建模板时需考虑梁体的坡度。（图 4）图 4 搭建现浇梁模板f) 梁体混凝土浇注之前，要清洁支座的上板表面，去除油污及杂物，之后方可进行浇注作业。g) 浇注梁体，浇注时防止支座的上支座板和地脚螺栓受到撞击。 （图 5）待混凝土达到强度时， 梁体张拉前拆除支座连接板，安装防尘围板，完成支座的整体安装。图 5 梁体浇注h) 检查支座是否有污损，支座表面的防锈漆是否受到损坏，若发现污损或损坏，应予以清除或补漆。补漆应由专业人员完成，补漆时，用钢丝刷

16、清除损坏的油漆面，将油漆按使用说明上的配比进行搅拌均匀。另外，不锈钢构件不可上漆。座浆法a) 凿毛支座垫石上表面，露出粗骨料，呈坚固不规则表面，并用水将支承垫石表面浸湿，清除表面及预留孔中的杂物和积水。在支承垫石顶用厚2030mm的 M50干硬性砂浆找平夯实，使顶面标高及水平度符合要求。注意砂浆标高应考虑落梁后砂浆的压缩量。b) 吊装支座于干硬性砂浆上，保持设计高程，然后用无收缩高强度灌注材料材料捣实锚栓孔。c) 搭建现浇梁模板，而后按重力灌浆法中步骤 (e) (h) 要求执行。预设钢板法（本方法仅限于现浇梁支座安装）a）现浇梁若采用预装钢板法安装支座时，垫石顶面必须设置下预埋钢板（下套筒应采

17、用上套筒结构），仅在墩台顶面设置预留孔，而支座垫石部位可不设置预留孔。b) 凿毛支座垫石上表面，露出粗骨料，呈坚固不规则表面，清除预留孔中的杂物和积水。c）支垫石模板，吊放支座下预埋组件于垫石钢筋网顶面，固定下预埋组件并调整高度和平整度。d）检查支座下预埋件顶面，保证其标高达设计要求且四角高差不大于2mm。e）浇筑支承垫石混凝土（当采用预装钢板法安装支座时，施工垫石高度应比原设计高度高10mm），并使混凝土能漫过下预埋钢板10mm。见图 6。图 6预设钢板法示意图f ）待垫石混凝土达到设计强度后，用水准仪复测支座下预埋组件顶面标高，确保支座位置及高程无误。g）将支座和上预埋板组件连接成整体并安

18、装在下预埋钢板顶面，完成支座安装。9 支座更换工艺细则?安装千斤顶，先拧出上锚固螺栓，再将梁体顶离支座顶面约3mm；千斤顶应顶在梁底钢板处；（注意同一墩顶的两跨梁需同时顶升，且顶升高度不能超过梁部设计要求的不均匀沉降量）? 拧开支座的下锚固螺栓；? 移出原有的支座本体（不包括预埋钢板） ；? 安装对应规格的新支座本体；? 对准位置，拧紧下锚固螺栓，固定好支座；? 缓缓落梁，拧入上锚固螺栓，移除千斤顶，完成支座更换。10 支座的养护及维修支座的养护及更换应符合JTG H11-2004公路桥涵养护规范中的有关要求。工程建设完工并运营后三个月内， 应及时对支座进行检查， 确保支座处于正常工作状态及良

19、好的密封状态；使用一年内应再次对支座进行检查，发现问题应及时查明原因并予以纠正；第二年和第三年应每年定期对支座检查一次；三年后，支座基本处于稳定工作状态，以后可根据实际情况按表2 进行检查。表 2支座检查、评定及维护项目序检查项目检查、评定及维护内容实测号评定结论结果1支座的防腐根据使用情况对支座防腐进行跟踪，必要时是否有效进行表面防腐修补2锚固件连接检查支座连接固定是否松动， 如有则需拧紧；固定状况检查螺纹是否锈蚀，如有则需更换3钢件裂纹检查支座钢件表面有无裂纹4钢件脱焊检查不锈钢板与基层钢板之间的焊缝，如有脱焊需补焊当 h 1mm时，支座只须正常检查；耐磨板磨损当 h 1mm，应增加对支座

20、的检查次数；5 后外露高度h当 h，再增加对支座的检查次数；当 h时，应请专家评定或更换6支座位移是应在最高及最低温度条件下检查支座的相对否超限位移量，如有超限，则应分析原因并予以纠正7支座转角是支座转角如有超限，则应分析原因并予以纠正否超限8整体支座检查评定结果9处理意见预计下一次10检查时间11 硅脂填充操作工艺细则1、填充前准备、硅脂填充时需确保环境温度不低于15。、在填充工艺进行前，首先检查高压气动灌注机（高压气泵、管路、阀门、压力表等）性能的可靠性。、备好足量硅脂， 将其放置于高压气动灌注机料桶中，并用玻璃棒充分搅拌，使其粘度达高压灌注要求。、拆除支座的防尘装置， 并检查硅脂填充通道

21、是否畅通（旋开封堵螺栓后，用细长铁丝来回插入通道几次，确保通道顺畅） 。、连接各管路，确保各接头密封无泄漏。2、高压气动灌注机要求、输出压力不小于 60MPa，输出硅脂量不小于 500g-1200g/min 。、料桶容积不小于 15L。图7硅脂填充过程示意图3、填充操作要点、开启高压灌注机及通往支座管道的旁路阀门，将空气和杂质排出，避免将其注入支座内；完毕后，开启硅脂灌注阀门同时关闭旁路阀门。、调节球阀使注射压强满足不小于25Mpa，进行硅脂填充，填充时间不少于10min 。、在填充过程中， 随时观察灌注机料桶中硅脂量的减少程度或支座滑板处是否有硅脂溢出，来确定硅脂的填充情况。硅脂填充过程示意

22、图如图7。、硅脂溢出时， 关闭高压灌注机及硅脂灌注阀门，清除接口处渗漏的硅脂，然后用螺栓将注射接口封堵。(5) 、安装支座防尘围板，清理现场，填充结束。12 支座的安装尺寸当支座的技术参数及安装尺寸无法满足要求时，我公司可根据客户的具体要求进行设计生产。ZRQZ-型支座安装图及尺寸ZRQZ-单向活动型支座安装图及安装尺寸分别见图9、表 3；ZRQZ-双向活动型支座安装图及安装尺寸分别见图10、表 4；ZRQZ-固定型支座安装图及安装尺寸分别见图11、表 5。表 3DX支座主要 安装尺寸表支座型号支座反纵向位移量（ mm)ABCDEFH锚固螺栓、套力（ KN)(rad)(rad)筒ZRQZ- 1

23、0001000501003854854155153153353404403704701501852002152402601001108- 30x250ZRQZ- 15001500501004255254555553603853804804105101902252352552853101001158- 30x250ZRQZ- 20002000501004755754955953954254185184405402102352602803153401101208- 35x250ZRQZ- 2500250050100510610535635450475455555480580245270300320

24、3603851151308- 35x250ZRQZ- 30003000501005656655656654805005006005006002802753203353854051201358- 40x250ZRQZ- 35003500501006007005906905155355256255206202902853403604054351251408- 40x250ZRQZ- 40004000501006307306157155405755506505356353052953603854354651301458- 40x250ZRQZ- 450045005010064574565075056

25、06055606605606603053103754054504901351508- 40x250ZRQZ- 50005000501006607606707705806355706705806803053253954254755151401558- 55x300ZRQZ- 60006000501006757757158156156905856856257253253654254655105601401608- 55x300ZRQZ- 70007000501007158157758756607456207206807803504054555055506101451658- 60x300ZRQZ-

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27、05455906607107951802108- 75x350ZRQZ- 1500015000501001005110510951195945105587097096010605156056407157758651902208- 80x350ZRQZ- 1750017500501001060116011501250101011259251025101511155656606857608259202052308- 85x400ZRQZ- 2000020000501001135123512301330107011809801080107511755906957258008759652202408-

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31、0ZRQZ- 5000050000 1001501735183518851985165018301515161516651765915106011351255137015153253458- 130x450ZRQZ- 5500055000 1001501815191519852085172519001585168517501850970113511851310143015703403608- 140x450ZRQZ- 6000060000 10015018951995208021801795198016551755184019401020121012401360149516403503808-

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35、m)F（ mm)H（mm)套筒、螺栓力（ KN)(rad)(rad)(rad)(rad)（mm)ZRQZ- 1000100050 1003854854155154054203404403704703303252002152402601001108- 30x250ZRQZ- 1500150050 1004255254555554404653804804105103603652352552853101001158- 30x250ZRQZ- 2000200050 1004755754955954855104185184405403904102602803153401101208- 35x250ZRQ

36、Z- 2500250050 1005106105356355305554555554805804354503003203603851151308- 35x250ZRQZ- 3000300050 1005656655656655655905006005006004404753203353854051201358- 40x250ZRQZ- 3500350050 1006007005906906006255256255156154655203403604054301251408- 40x250ZRQZ- 4000400050 1006307306157156356655506505356354955

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