在颶風(fēng)較多的沿海地區(qū)以及高烈度震區(qū)建設(shè)橋梁,橋梁支座除滿足承載能力、位移和轉(zhuǎn)動(dòng)、使用壽命、減隔震、可靠性等方面的要求外,還應(yīng)滿足對(duì)豎向抗拉拔能力的要求?？估吻蛐椭ё窃诔Ｒ?guī)球型支座的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型橋梁支座,具有豎向抗拉拔能力,本文對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行研究。1抗拉拔球型支座的基本結(jié)構(gòu)和工作原理常規(guī)球型支座主要由上支座板、下支座板、中座板以及耐磨板組成。上支座板與梁體相連,下支座板與墩臺(tái)相接,中座板是球型支座的核心部分,常規(guī)球型支座通過(guò)平面耐磨板實(shí)現(xiàn)平面滑動(dòng)功能,通過(guò)球面耐磨板實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)功能?？估吻蛐椭ё窃诔Ｒ?guī)球型支座的基礎(chǔ)上,為了抵抗垂直方向的拉拔力而設(shè)計(jì)的,其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。這種支座除具備常規(guī)球型支座的基本結(jié)構(gòu)外,在上下支座板之間增加了抗拉拔結(jié)構(gòu),包括抗拉拔板和高強(qiáng)度抗拉拔螺栓,以滿足豎向抗拉拔要求?？估吻蛐椭ё谡鸺帮Z風(fēng)發(fā)生時(shí),能保證橋梁上、下結(jié)構(gòu)之間合理的相對(duì)位移,對(duì)高烈度區(qū)尤其直下型震區(qū)的工程結(jié)構(gòu)有良好的抗震作用,同時(shí)也適用于沿海颶風(fēng)較多地區(qū)的橋梁工程和建筑工程等。對(duì)于球型支座而言，水平力和彎距是由于橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到支座的制約而產(chǎn)生。

產(chǎn)品特點(diǎn)

   結(jié)構(gòu)新穎：獨(dú)特的轉(zhuǎn)動(dòng)條結(jié)構(gòu)提升了支座的轉(zhuǎn)動(dòng)及受力性能；包覆不銹鋼的球冠轉(zhuǎn)動(dòng)面提升了支座的轉(zhuǎn)動(dòng)性能。

球型支座所承受的外力

支座作為連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，它承受了由上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的豎向力，水平力和彎距，在設(shè)計(jì)過(guò)程中則分別體現(xiàn)為各種荷載的設(shè)計(jì)值。對(duì)于球型支座而言，水平力和彎距是由于橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到支座的制約而產(chǎn)生。因此，可以認(rèn)為水平力是由于支座各部分相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于滑動(dòng)摩擦或滾動(dòng)摩擦的存在而產(chǎn)生。支座中采用了聚四氟乙烯制品，摩擦系數(shù)小，不老化，耐低溫可達(dá)-150℃，保證了支座的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，且無(wú)方向性。AASHTO規(guī)定水平力設(shè)計(jì)值為：

uuHP??    （14.6.3.1-1）

其中Hu為水平荷載設(shè)計(jì)值，Pu為豎向荷載設(shè)計(jì)值，μ為摩擦系數(shù)。公式的編號(hào)采用規(guī)范中的編號(hào)，下同。

彎距設(shè)計(jì)值Mu是由于沿著PTFE曲板的摩擦力（其方向與曲面相切）對(duì)曲面球心的積分產(chǎn)生。AASHTO規(guī)定Mu取值為：（1）當(dāng)支座沒(méi)有水平滑動(dòng)構(gòu)件組時(shí)

uuMPR??  （14.6.3.2-1）

（2）當(dāng)支座采用水平滑動(dòng)構(gòu)件組時(shí)

2uuMPR?? （14.6.3.2-2）

其中R是球形滑移面的半徑。

東西總長(zhǎng)差不多一里地的大屋頂由高低不同的四棟建筑物支承，在溫度、風(fēng)荷作用之下如何協(xié)調(diào)，是審查提出的問(wèn)題。在解答這個(gè)問(wèn)題之前，先交代抗震與抗風(fēng)的矛盾是如何考慮的。認(rèn)為抗震重要的一派人要求分三條縫，將大屋頂分為四塊，每棟建筑物支頂一塊，再用建筑手段將其連成整體，這樣就只有建筑物與各自支頂?shù)哪且徊糠执笪蓓斨g的協(xié)調(diào)而不需要考慮各棟建筑物的橫向協(xié)調(diào)，依抗震有利。有一位主震派的日籍華人花了一個(gè)多月時(shí)間做了一個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼桁架方案，各自以方塔、圓塔為中心，四周懸挑。主張抗風(fēng)為主的一派反對(duì)這樣做，理由是震不常有，臺(tái)風(fēng)年年有，每棟建筑物支頂一部分，四周都懸挑，在風(fēng)荷作用下，四周不規(guī)則的擺動(dòng)擺幅都很大（計(jì)算懸挑撓度約300mm），用建筑手段根本無(wú)法處理。主風(fēng)派后獲勝，只分兩條縫而且將縫設(shè)在東西兩翼低層建筑內(nèi)部，這樣，正面來(lái)風(fēng)產(chǎn)生的巨大吸力，由東西兩翼及中部方塔、圓塔四棟建筑物共同抵御，抗風(fēng)能力顯然比各自懸挑方案好得多。這樣分縫后，中間一塊很大而且橫跨四棟建筑物，變形協(xié)調(diào)問(wèn)題就是主要矛盾。要解決這個(gè)矛盾，只有從支座的設(shè)計(jì)上找出路。我們?cè)O(shè)想過(guò)橡膠支座、輥軸支座等多種方案，都不理想。后來(lái)打聽(tīng)到北方交大徐國(guó)彬支座─萬(wàn)向球形鋼支座，該支座承載力可大可小，大可大到幾千噸，小可小到幾十噸，既可承受軸力又可承受拔力；支座可按計(jì)算要求往任意方向移動(dòng)，又可作少量轉(zhuǎn)動(dòng)；加上平面彈簧以后，位移又可以恢復(fù)。市民中心東西兩翼樹(shù)狀支撐的支座只有幾十噸軸力而方塔西南角的大支座軸力達(dá)2300噸，計(jì)算位移從15mm到116 mm，設(shè)計(jì)要求支座的彈簧剛度系數(shù)3000kN/m。針對(duì)各類支座的不同要求，該支座都能完滿解決。支座能動(dòng)，各種應(yīng)力狀態(tài)下的協(xié)調(diào)問(wèn)題自然迎刃而解。055、支座可承受的水平力：縱向活動(dòng)支座（ZX）橫橋向水平力為支座反力的10%。

（1）采用球型支座時(shí)，橋梁梁體及墩臺(tái)部位的混凝土標(biāo)號(hào)不得低于C35，特殊情況需征得設(shè)計(jì)單位同意。

   （2）球型支座位移調(diào)整過(guò)程中，如果是安裝支座及地腳螺栓則需要如下的方法：在下支座板四角鋼楔塊調(diào)整支座水平，并使下支座板底面高出橋墩頂面，找正支座縱、橫橋向中線位置，使之符合設(shè)計(jì)要求，用環(huán)氧砂漿灌注地腳螺栓孔及支座底面墊層。

   （3）必要時(shí)支座與梁體及墩臺(tái)也可采用和預(yù)埋鋼板焊接的連接方式。當(dāng)支座與梁體及墩臺(tái)采用焊接連接時(shí)，應(yīng)先將支座準(zhǔn)確定位，用間斷焊接將上、下支座板與梁體及墩臺(tái)預(yù)埋鋼板焊接，焊接時(shí)應(yīng)防止傷害支座及混凝土。

   （4）支座安裝高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)，要保證支座支承平面的水平及平整，支座支承平面四角高差不得大于2mm。

   （5）上下連接板在梁體安裝完成后予以拆除，以防約束梁體的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，然后及時(shí)安裝滑動(dòng)支座的橡膠防塵罩。

   （6）支座出廠時(shí)，已由生產(chǎn)廠家將支座調(diào)平，并擰緊連接螺栓以防支座在安裝過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)和傾覆。支座可根據(jù)設(shè)計(jì)需要預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)角及位移，但用戶應(yīng)在訂貨時(shí)提出轉(zhuǎn)角及位移量的要求，由生產(chǎn)廠家在裝配時(shí)預(yù)先調(diào)整好。

     因此，球型支座位移調(diào)整時(shí)需要考慮如上的安裝技巧，這對(duì)于后期的橋梁養(yǎng)護(hù)工作具有重要的意義。