DB51 T 2596-2019 公路梁式桥梁变刚度支座技术规程.pdf
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1、 公路梁式桥梁变刚度支座 技术规程 ICS 93.040 P 28 DB51 四 川 省 地 方 标 准 DB51/T 25962019 四川省市场监督管理局 发 布 2019 - 08 - 22 发布 2019 - 09 - 01 实施 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 总则 . 1 4 术语和符号 . 2 4.1 术语 . 2 4.2 符号 . 3 5 基本规定 . 3 6 产品类型与结构 . 4 6.1 产品类型 . 4 6.2 产品结构 . 4 6.3 产品代号 . 5 7 产品技术要求 . 5 7.1 支座性能要求 . 5 7.2 支座用材
2、料技术要求 . 6 7.3 尺寸偏差要求 . 7 8 产品检验与验收 . 9 8.1 产品检验 . 9 8.2 产品验收 . 10 9 产品检查与养护 . 10 9.1 产品检查 . 10 9.2 产品养护 . 10 附录 A(资料性附录) 变刚度支座型式试验 . 11 附录 B(资料性附录) 变刚度支座应用案例 . 15 DB51/T 25962019 II 前 言 根据四川省市场监督管理局川市监函 2019451号文件要求,以交通运输部科技项目“中等跨度钢 管混凝土桁梁桥成套技术研究”和四川省交通科技项目“多跨梁桥变刚度支座技术开发与工程应用”的 科研成果为支撑,制订了公路梁式桥梁变刚度支
3、座技术规程。 本规范主要技术内容包括:总则、术语和符号、设计基本规定、产品类型与结构、产品技术要求、 产品试验与验收、产品检查与养护等。 本规程由 四川省市场监督管理局 审查批准 , 四川省交通运输厅 负责管理 , 由 四川省 公路规划勘察设 计研究院 有限公司 负责具体技术内容的解释。 在执行过程中如有意见和建议,请寄送 四川省 公路规划勘 察设计研究院 有限公司 (地址:成都市武侯横街 1号,邮编: 610041)。 主编单位: 四川省 公路规划勘察设计研究院 有限公司 成都市大通路桥机械有限公司 参编单位:四川交通职业技术学院 四川川交路桥有限责任公司 主要起草人:牟廷敏 范碧琨 罗 启
4、 李成君 伍大同 李 胜 倪春梅 罗普社 狄秉臻 赵艺程 康 玲 孙才志 汪碧云 杨 君 李 畅 何娇阳 文 凯 宋瑞年 DB51/T 25962019 1 公路梁式桥梁变刚度支座技术规程 1 范围 本规程 规定了多 跨梁桥变刚度支座的应用范围、规范性引用文件、总则、术语和符号、基本规定、 产品类型与结构、产品技术要求、产品试验与验收、产品检查与养护等要求。 本规程适用于多跨梁桥的支座设计与施工。 2 规范性引用文件 下 列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 2068
5、8.2 橡胶支座 第 2部分:桥梁隔震橡胶支座 GB/T 17955 桥梁球型支座 GB/T 20688.1 橡胶支座 第 1部分:隔震橡胶支座 试验方法 HG/T 2502 5201硅脂 JGT118 建筑隔震橡胶支座 JT/T 4 公路桥梁板式橡胶支座 JT/T 901 公路桥梁支座用高分子材料滑板 JT/T 722 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 JTG D62 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG/T B02-01 公路桥梁抗震设计细则 3 总则 3.1.1 为规范多 跨梁桥 用 变 刚度 支座 设计 、制造、试验、安装 与 质量验收,提高变刚度支座的耐久性 能,结合相关技
6、术开发成果,特制订本规范。 3.1.2 多跨梁桥变刚度 支座 的竖向 承载能力 和 变形 应 符合 桥梁球型支座 ( GB/T 17955)的 相应 要 求,支座水平刚度应根据桥墩刚度,支座位置计算确定 。 制造 单位应根据设计要求,开展 变刚度 支座 的 生产。 3.1.3 多跨梁桥变刚度 支座 的 刚度设计应分级选取 , 同一座桥梁变刚度支座的刚度分级种类不应超过 5 种 。 3.1.4 同一座桥梁、同一个项目 或 同一 跨度 ,多跨梁桥变刚度 支座外形尺寸 的 长 、 宽 、高 宜 相同 。 3.1.5 多跨梁桥变刚度 支座 、 防尘罩 应 由制造单位 成套 提供 。 3.1.6 多跨梁
7、桥变刚度 支座 应满足下列 要求 : 1 多跨梁桥变刚度 支座 选用 的材料 和 材质应 满足 GB/T 17955 及 JT/4 的有关规定; 2 多跨梁桥变刚度 支座的 标志、包装、储存、 运输、安装应满足桥梁球型支座( GB/T 17955) 的 规定 ; 3 多跨梁桥变刚度 支座的试验 应满足橡胶支座 第 1部分:隔震橡胶支座试验方法( GB/T 20688.1) DB51/T 25962019 2 的 规定 ; 4 多跨 梁桥变刚度 支座 除应 满足 本 规范 的要求外,尚应符合国家、行业其他有关标准、规范的要求 。 3.1.7 变 刚度支座采用的 材料、 材质和强度等 , 应与 同
8、级 等刚度支座 的 要求 一致。 条文说明: 支座采用的橡胶、钢材等材料,其化学成分、物理性能、力学性能、强度等级、韧性指标等,应与 同级等刚度支座要求一致。 3.1.8 通过桥梁 整体计算 、 或变刚度支座整体 计算 专用软件 ,求出 每个 桥墩支座 的 计算刚度 ;再 根据 支座 刚度 分级的原则 、 工程规模 和 安全 储备 的要求, 确定 每个桥墩支座 的 制造刚度 。 大跨径梁式桥梁, 变刚度支座竖直方向支撑与水平方向阻尼限位支撑的功能应分开设置。竖直方向支座的支撑能力宜按普 通支座功能设计;水平方向阻尼限位支座的阻尼能力,宜根据结构计算在水平方向容许的弹性变形值进 行设计。 条文说
9、明: 跨径超过 60米的大跨径梁式桥梁结构,在温度、动荷载及地震荷载作用下,纵向变位需求量较大, 此时采用竖直向和水平向复合的变刚度支座,受力大、受力状况复杂、双向受力难以协调。因此,将竖 向和水 平方向的功能应分开设置。 桥墩 主梁 水平向阻尼水平向阻尼 限位支座限位支座 竖向支座 图 3.1.8大跨径 梁桥变刚度支座示意 图 3.1.9 变 刚度 支座的现场安装 程序 , 施工单位根据 桥梁 建设条件 , 应提出 详细 的安装组织 设计 方案, 报 请批复 后实施。 4 术语 和符号 4.1 术语 4.1.1 变刚度支座 保持支座外形尺寸及竖向承载力不变,通过内部构造和材料参数的匹配和变化
10、,调整水平刚度的支 座。 4.1.2 水平刚度 剪切力与剪切变形的比值 4.1.3 并联 刚度 同一 桥墩墩顶 各 支座 的 刚度并联 , 并联刚度为 该 墩顶各支座刚度之和 4.1.4 串联 刚度 DB51/T 25962019 3 墩顶 支座 刚度 与 桥墩墩顶 刚度串联, 两 刚度串联之后,其集成刚度 为两刚度 之 积 除以 刚度之和。 4.1.5 整体 刚度 单联桥梁中所有支座与桥墩集成刚度的总和。 4.1.6 单联 单个两相邻伸缩缝之间的一 联 桥称为 单 联 。 4.2 符号 4.2.1 几何参数 有关符号 hK 水平刚度 ; aR 粗糙 度 ; al 橡胶体 长度 ; at 橡胶
11、体厚 度 ; bl 支座 顶 、 底板 长度; bt 支座 顶 、 底板 厚度; cl 支座圆弧 板 长度; ct 支座圆弧 板 厚度; cr 支座圆弧 板 半径; d 支座套筒直径; L 桥墩高度。 5 基本规定 5.1.1 采用 变刚度支座设计 的 桥梁,应在 桥台处设置普通 滑动型支 座 。 条文 说明: 桥台尺寸 大 、 高 度矮、 地基约束力强, 因此, 近似认为 桥台 刚度无穷大 ,但是 桥台处距离主梁联长 的变位零点较远 ,主梁 位移需求 较大 ,故 设置普通滑动型支座。 5.1.2 墩和支座串联刚度的大小,应与墩距本联主梁 变位零点 位置 的距离成反比 。 条文说明 单联主梁
12、变位零点 的位置与墩的串联刚度所处的位置相关 。 5.1.3 支座的外形尺寸设计应以竖向 承载力 为 标准确定 , 并 满足桥梁 结构 设计 尺寸 的要求, 在此基础 上进行水平刚度 的 设计。 5.1.4 采用变刚度支座设计时, 桥梁单联长度应根据墩的集成刚度总和确定,单联 长度 一般 宜大于 5 跨。 条文说明: DB51/T 25962019 4 各墩串联刚度 之和称为单联桥墩集成刚度的总和,相近主梁 联长条件 下 , 桥 墩高 度较 矮 、桥墩 高度 差较小时,单联集成刚度一般较大,主梁单 联长 度宜偏小 ; 相近主梁 联长条件 下 , 桥 墩高 度较高、桥墩 高度 差较大时,单联集成
13、刚度一般较小,主梁单 联长 度宜偏大 。 因此 , 桥梁单联长度应根据墩的集成刚 度总和确定,但 一般 宜大于 5跨 5.1.5 各桥墩对应的支座水平刚度值可通过试算确定, 试算 选用 支座 水平刚度 时, 一般高墩处采用 较 大支座水平刚度,矮墩处采用 较 小支座水平刚度。 5.1.6 采用变刚度支座设计时, 本联 内 各墩的 墩 底 控制截面弯矩设计值与抗弯承载力 的 比值不宜超过 2 倍, 应作为 本联 各 墩支座 水平 刚度调整目标 ,且应 满足设计安全需求。 条文 说明: 墩底控制截面的作用效应取静力计算 和抗震计算中 的 最大值。 5.1.7 桥梁 支座水平刚度 应 进行分级 ,再
14、将 分级 后 的支座刚度 带入 桥梁结构验算 ,验算 结果应满足设 计要求 。 条文 说明: 根据桥墩刚度、支座位置计算确定的各墩支座 水平刚度 数据 各 不 相同 , 为方便制造和施工 宜采取分 级简化,简化 后 的 刚度 应带入 桥梁结构重新验算。 5.1.8 变刚度支座不具备纵向限位功能,桥梁应设置满足 抗震设计要求的 专用 限位 构造。 5.1.9 单 联桥梁上部结构顺桥 向 的联结 构造,应 具有足够 的 强度 。 条文 说明: 采用 变刚度支座的 单联 桥梁上部结构联长 较 长 , 顺桥向受力 较大, 为了确保上部 结构传力 顺畅 , 联 结构造必须 具有 足够的强度、 刚度和耐久
15、性 , 其中 联结 构造 包括 :板 联结构造、 桥面铺装 联结构造或整 平层联结构造等。 5.1.10 确定分联长度时,支座设计位移量 应 满足桥梁因制动力、温度 、 混凝土收缩徐变 和地震 等作用 引起的位移 需求 。 6 产品类型与结构 6.1 产品类型 6.1.1 按使用性能 将 变刚度支座分为: 1 BGD-DX型单向活动型 变 刚度支座; 2 BGD-SX型双向活动型 变 刚度支座 。 条文 说明: 单向活动型变刚度支座, 指支座 在 纵 桥 向 水平变刚度, 横 桥 向固定的支座类型 ; 双向活动型 变 刚 度 支座 , 指支座在纵 桥 向 水平变 刚度 , 横 桥 向为 有限
16、范围 内 活动的支座类型。 6.1.2 按材料 的 适用温度 将 变刚度支座分为: 1 常温型 变刚度 支座 ; 2 耐寒型 变刚度 支座。 条文 说明: 适用 于 -25 60 温度 范围 内的 桥梁变刚度 支座, 称为 常温型 变刚度 支座;适用 于 -40 60 温 度 范围 内的 桥梁变刚度 支座, 称为 耐寒型 变刚度 支座。 6.2 产品结构 6.2.1 变刚度支座结构示意见 图 6.2.1 所示 。 DB51/T 25962019 5 1 2 3 A A B B B-B A-A 4 5 6 7 8 9 10 横桥向 顺桥向 1 顶板 ; 2 变刚度橡胶支座 ; 3 连接螺栓 ;
17、4 下座板 ; 5 钢套筒 ; 6 锚固螺栓 ; 7 不锈钢板 ; 8 平面 滑板; 9 圆弧板 ; 10 弧面 滑板 图 6.2.1变刚度支座结构示意图 6.2.2 根据 桥梁计算变刚度支座 的 水平 刚度 值,具有类似 桥梁 支座生产能力的厂家可进行变刚度支座 构造的专门设计,按建设管理程序报请审查批复后,也可进行专业的生产 、 制造 、 检验 ,再 用于桥梁工 程。 6.3 产品代号 6.3.1 支座代号表示方法如下 。 示例 1: BGD3000DX-1.8-NR表示:单向活动型变刚度支座,设计竖向承载力 3000kN,水平刚度 1.8kN/mm,耐寒型。 示例 2: BGD3000S
18、X-3.6-CR表示:双向活动型变刚度支座,设计竖向承载力 3000kN, 水平刚度 3.6kN/mm,常温型。 7 产品技术要求 7.1 支座性能要求 7.1.1 变刚度支座力学性能 、 试验 项目和指标 要求应 符合 表 7.1.1 的规定。 表 7.1.1 变刚度支座 力学性能、试验项目和指标要求 序 号 力学 性能 试验项目 出厂检验 型式检验 指标 要求 1 压缩性能 竖向 承载力试验 压缩量不超过支座高度的 1% 2 剪切性能 水平刚度 允许 偏 差 10% 3 剪切性能相 关性 剪应变相关性 允许 偏 差 10% 加载频率相关性 允许 偏 差 10% 反复加载次数相关 允许 偏
19、差 10% DB51/T 25962019 6 性 温度相关性 允许 偏 差 10% 4 极限剪切性 能 剪切 应变 达到 设计极限位移时 支座无异常变 形,且 剪力和位移的关系曲线 单调 增加 5 转动性能 转角 试验 过程无异常;产品产品拆卸无异常 6 拉伸性能 破坏拉力 1.5MPa 7 耐久性能 老化性能 水平刚度允许变化率为 20% 疲劳性能 试件外观无裂缝 , 刚度变化率 15% 注 : 表格 中 “”表示必须进行检验 , “”表示不进行检验。 7.2 支座用材料技术要求 7.2.1 橡胶的物理机械性能应符合表 7.2.1 的 规定 。 表 7.2.1 橡胶的物理机械性能 序号 项
20、 目 试验标准 氯丁橡胶 (适用于 -25 60 ) 天然橡胶 (适用于 -40 60 ) 1 拉伸强度( MPa) GB/T 528 17 18 2 扯断伸长率( %) GB/T 528 425 450 3 脆性温度( ) GB/T 1682 40 50 4 恒定压缩永久变形( 70 24h) % GB/T 7759 15 30 5 耐臭氧老化(试验条件: 40 96h, 30%伸长) GB/T 7762 100pphm 25pphm 无龟裂 无龟裂 6 热空气 老化试验 试验条件( h ) GB/T 3512 1003d 70168 拉伸强度变化( %) 15 15 扯断伸长变化( %)
21、25 20 硬度变化( IEHD) 05 05 7 橡胶与钢板粘结剥离强度( kN/m) GB/T 7760 10 10 注 :不得使用任何再生胶或粉碎的硫化橡胶,其最小含胶量不得低于 总体积 的 55%。 7.2.2 变 刚度支座 应 采用不可溶的 、 热固性的粘结剂,其质量应稳定,粘接滑板和钢材的剥离强度不 应小于 5kN/m。 7.2.3 变刚度支座用滑板材 应 满足下列要求: 1 变刚度支座滑板材料应当采用聚乙烯原料加添加剂,聚乙烯原料分子量不宜小于 900万,混合应 均匀。不应当用再生料和回头料。滑板的物理机械性能见表 7.2.3所示 。 表 7.2.3 滑板的物理机械性能 项 目
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