球型支座应用指南

球型支座应用指南

中国路桥（集团）新津筑路机械厂

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目录

1、QZ系列球型支座应用指南 (1)

2、DZQZ系列大转角球型支座应用指南 (9)

1、QZ系列球型支座应用指南

1.1 产品介绍

盆式橡胶支座的应用，推进了我国桥梁技术的进步，目前已成为我国大跨度公、铁路桥梁最主要的一种支座型式。但随着我国高等级公路的大量修筑和城市立交桥、高架桥的大量新建，需要一种转动更加灵活，能适应曲线桥、斜桥的桥梁支座。于是，我们同铁道科学院一起，在国内率先研制出球型支座，使桥梁建设技术又有所进步。

QZ系列球型支座严格执行中华人民共和国国家标准GB/T 17955-2000《球型支座技术条件》，同时还参照欧洲标准化委员会CEN/TC 167技术委员会1993年8月颁布的结构物支座标准草案第七篇“球型和柱型聚四氟乙烯支座”和第二篇“滑动部件”、英国标准BS 5400《钢桥、混凝土桥及结合桥梁》第九篇“桥梁支座”的规定。

1.2 代号

使用性能分类代号

设计竖向承载力（kN）

支座名称代号

示例：QZ20000SX—e±100—θ0.02，表示设计竖向承载力20000kN，位移量为±100mm,转角为0.02rad的双向活动球型支座。

1.3 结构型式及工作原理

球型支座通过球形板与球面四氟滑板之间的滑动来满足支座转角的需要。

1.4 支座特点

球型支座传力可靠，转动灵活，它既具备盆式橡胶支座承载能力大、位移量大等特点，而且能更好地适应对支座转角大的需要。与盆式支座比具有下列特点：

1.4.1、球型支座通过球面传力，不出现力的缩颈现象，作用在混凝土上的反力比较均匀；

1.4.2、球型支座通过球面四氟滑板的滑动来实现支座的转动过程，故转动力矩小，且转动力矩只与球面曲率半径及四氟的摩擦系数有关，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0.06rad以上；

1.4.3、支座各向转动性能一致，适用于宽桥、曲线桥、坡道桥、斜桥及大跨径桥梁；

1.4.4、球型支座不用橡胶承压，不存在橡胶老化对支座转动性能的影响，特别适用于低温地区。

1.5 支座的技术性能

1.5.1、支座反力（竖向承载力）分为16级：1000，1500，2000，2500，3000，4000，5000，6000，7000，8000，9000，10000，12500，15000，17500和20000kN。

1.5.2、支座设计转角分别为0.01、0.015和0.02rad，根据需要还可增大。

1.5.3、支座设计位移量：

顺桥向：1000～2500kN e=±50和±100mm；

3000～20000kN e=±50、±100和±150mm。

横桥向：（SX双向活动支座）e′=±20mm

位移量还可根据桥梁需要而加大。

1.5.4、支座设计摩擦系数

在聚四氟乙稀板有硅脂润滑条件下，应力为30MPa左右时，取值如下：

常温（－25℃～+ 60℃）：u＝0.03

低温（－40℃～－25℃）：u＝0.05

1.5.5、支座适用温度范围－40℃～+ 60℃。

1.5.6、支座可承受的水平力：

固定支座和单向活动支座约束向所承受的水平力为支座竖向设计荷载的10％。

1.6 主要材料性能指标

1.6.1、聚四氟乙烯板应采用新鲜纯料模压而成，原材料采用SFB-2牌号，其主要力学性能指标符合GB/T 17955-2000《球型支座技术条件》的相关规定。聚四氟乙烯原料的平均粒径不得大于50μm，模压成型压力不得小于30 MPa。其物理机械性能见表1：

1.6.2、支座采用的不锈钢板为1Cr18Ni9Ti精轧或镜面板，其化学成份及力学性能应符合GB/T 3280-92的有关规定。钢板表面加工等级应符合No.4抛光精整表面组别的要求。不锈钢板表面处理的粗糙度Ra不得超过1μm，表面硬度应为HV150～HV220。

1.6.3、支座滑移面选用5201-2硅脂，其性能在支座使用地区的温度变化范围内应保持不变，对支座各部件无害，并具有良好的抗臭氧、防腐蚀及防水性能。其理化性能指标应符合HG/T 2502-93的有关规定。

1.6.4、铸钢件化学成份和热处理后的机械性能及冲击韧性符合GB/T 11352-89的有关规定。铸钢件应逐个进行超声波探伤检验，其探测方法及质量评级方法按GB/T 7233-87的有关规定执行，要求达到I级铸件。

1.6.5、碳素结构钢选用Q235A，其化学成份和力学性能符合GB/T 700-88的有关规定。

1.6.6、优质碳素结构钢选用45＃，其化学成份和力学性能符合GB/T 699-88的有关规定。

1.6.7．球形板凸球面上镀硬铬，厚度不小于100μm。硬铬用基层钢材不得有表面孔隙、收缩裂纹和疤痕，镀铬层应满足GB/T 11379-1989的常规镀层要求。镀铬后表面必须进行抛光处理，处理后表面最终粗糙度Ra不得超过1.6μm。

1.7 示意及规格尺寸

球型支座结构示意图见图4、图5、图6；其规格尺寸见表2、表3、和表4。

1.8 标志、包装、储存、运输

1.8.1、每个支座均有明显标志，其内容包括产品名称、规格型号、主要技术性能指标、制作厂名、出厂编号和出厂日期。

1.8.2、每个支座均应有包装，包装应牢固可靠。包装箱外应注明制作单位、产品名称、支座代号、支座重量等。支座锚固件和配套资料集中包装，并具有“附资料”标识。

1.8.3、储存支座的库房应干燥通风，室温保持在支座使用的温度范围内，支座应分类堆放整齐，并保持洁净，严禁与酸、碱、油类、有机溶剂等影响支座质量的物质相接触，并距热源1m以外。

1.8.4、支座在运输中应避免阳光直接暴晒、雨淋、雪浸，并应保持洁净。

1.9 安装说明及养护细则

1.9.1、梁体及墩台与支座接触部位混凝土等级不得低于C40(局部承压强度不小于20Mpa)，支座上、下座板的承载混凝土应按JTJ021－89《公路桥涵设计通用规范》中局部承压的有关要求配置相应的钢筋网。

1.9.2、支座下面建议设置支承垫石，支承垫石的表面应平整，为保证下支座板与支承垫石的密贴，施工时支承垫石顶面可适当预留调平层厚度，支承垫石顶面与下支座板结合面四角高差不得大于2mm。支承垫石的高度应考虑支座养护、检查的方便和支座更新时顶梁的可能性，并应于支座周围采取有效的排水措施。

1.9.3、支座就位前，于支承垫石处根据图7及表5提供的螺栓平面布置尺寸和预留孔直径及深度预设预留孔。

1.9.4、用起重机吊起支座，将下锚固螺栓从地面伸进下座板螺孔，带上螺帽，然后将支座慢慢放到垫石上，调整支座位置，从旁边开孔灌注环氧砂浆；若梁为现浇梁，将上锚固螺栓从上面伸进上支座板带好螺栓，调整位置后将上锚固焊接在钢筋网上，然后浇注混凝土；若梁为预制梁，则需将上锚固螺栓先预埋在梁体中，起重机吊梁时将螺栓伸进支座螺孔。

1.9.5、在墩台上设置灌注砂浆工艺槽，待支座就位对中并调整水平后，用环氧砂浆(按重量计6101环氧树脂为100，二丁脂为17，乙二胺为8，砂为250)或高标号水泥砂浆灌注地脚螺栓预留孔及支座底板垫层，待砂浆硬化后撤除调整水平用的垫块，并用环氧砂浆填满垫块位置。环氧砂浆要求灌注密实，不得留有空洞。

1.9.6、支座若采用焊接连接时，应在墩台支承垫石及梁体上设置平整度较高的预埋钢板，预埋钢板上应设置一定数量的锚固钢筋，为保证预埋钢板下混凝土的密实度，预埋钢板上应预留适量的排气孔。预埋钢板边长应大于相应支座上、下支座板边长至少50mm。预埋钢板与支座上、下支座板采用分段不连续焊接方式，以免温度过高烧坏聚四氟乙烯滑板及硅脂。焊后应进行防锈喷漆处理。

1.9.7、支座安装时应注意下列事项：

①支座中心线应与主梁中心线平行。

②活动支座上、下支座板顺桥方向的中心线应重合，其交叉角不得大于5′。

③在梁体安装完毕后，或现浇混凝土梁体形成整体并达到设计强度后，在张拉梁体预应力之前，拆除上、下支座连接板，以防止约束梁体正常转动。

④当安装时当地温度与年平均温度不同时，应通过计算后确定支座顺桥向预偏值。

1.9.8、对支座进行防尘、防水处理后，再进行上部结构的施工。

1.9.9、安装时，墩台顶面和梁底面均应保持清洁、干燥、无油污，安装过程中支座不得受到机械损伤、灼热、污染和其它不利因素的影响，施工中应保持支座均匀受力。

1.9.10、支座使用期间每两年定期进行检查和养护

①检查支座地脚螺栓有无剪断，支座位移是否正常。

②检查支座转动状况，是否发生异常转角。

③检查聚四氟乙烯滑板磨损状况。

④清除支座周围的杂物及灰尘，并用棉纱擦净不锈钢表面的灰尘。

⑤将支座地脚螺母卸下，清洗上油，再安装好，以免螺母锈死。

⑥定期对支座进行油漆防护处理（不锈钢滑动面除外）。

表5 地脚螺栓及地脚螺栓预留孔尺寸表

图7地脚螺栓预留孔示意图

2、DZQZ系列大转角球型支座应用指南

2.1 概述

随着我国西部大开发力度的加大，西部地区的桥梁建设逐渐增多，许多大坡度大弯道桥梁的大量兴建，需要一种转动更加灵活、能适应大坡度大弯道桥的桥梁支座。因此，开发适用于大坡道、大弯道桥梁的DZQZ系列大转角球型支座将解决西部桥梁建设大坡道、大弯道桥梁的需要，为此，我厂与北京建达道桥咨询有限责任公司联合开发了DZQZ系列大转角球型支座。

该支座是一种基于QZ通用系列球型支座，并通过将支座结构设置成楔形构造，球型

上的反力比较均匀。

⑵、DZQZ系列大转角球型支座通过球面聚四氟乙烯滑板与球型板上包覆不锈钢板的滑转来实现支座的转动过程，由于其转动力矩小，因此支座转角可以增大至0.08rad。同

时可适应≤12％的纵坡和≤8％的横披。

⑶、该系列支座各向转动性能一致，适应于宽桥、曲线桥、坡度桥、斜拉桥及大跨度桥梁。

⑷、与QZ系列支座相比，该系列支座增加了弹性密封圈，更有效地保护了主滑移面，延长了支座的使用寿命。

⑸、该系列支座在球型板球面包不锈钢板，减少了转动摩擦系数，使得转动更加灵活，由于不锈钢板具有良好的耐磨性能，从而延长了支座的使用寿命。

⑹、设计开发支座无级调平装置，既可以方便地吊装，又可以自由转动，实现支座的无级调平。

2.3 主要性能参数

2.3.1 竖向承载力

该系列支座竖向承载力（kN）共分10级，即：500、1000、1250、1500、2000、2500、3000、3500、4000、5000，竖向承载力允许超载10％。

2.3.2 水平承载力

⑴、该系列GD固定支座在各个方向的水平承载力分别为竖向承载力的10％（倒置）和20％（正置）；

⑵、该系列DX单向活动支座在横桥向的水平承载力分别为竖向承载力的10％（倒置）和20％（正置）。

2.3.3转角

该系列支座出厂时标准转角：0.04rad和0.08rad。

2.3.4摩擦系数

⑴、加注5201－2硅脂润滑后，常温（－25°C～＋60°C），设计摩擦系数最小值取0.03。

⑵、加注5201－2硅脂润滑后，低温（－40°C～－25°C ），设计摩擦系数最小值取0.05。

2.3.5 适应温度

适用于－40°C～＋60°C

2.3.6 支座变形量

在竖向设计荷载作用下，支座竖向压缩变形不得大于支座总高度的1％。

2.3.7 位移量

活动支座位移量见表1，超过规定范围时，可按实际需要进行变动。

表1 DZQZ大转角球型支座标准位移量

2.3.7 适应坡度范围

该系列支座出厂时已进行标准转角和坡度设定，用户可根据实际情况进行转角和坡度的综合选择。

1）、标准转角为0.04rad的系列支座：标准坡度为6％；适应坡度范围：适应小于等于8％的纵坡，同时适应小于等于4％的横坡。

2）、标准转角为0.08rad的系列支座：标准坡度为10％；适应坡度范围：适应小于等于12％的纵坡，同时适应小于等于8％的横坡。

注：支座纵向实际所需转角和坡度可在标准转角和纵坡总量中分摊；横坡是靠转角贡献，极限横坡仅用于横向不需转动的场合。

2.4 支座代号

DZQZ △　△　△　e横　e纵　(F)

F表示低温　常温不表示

e纵为顺桥向位移量(mm)

e横为横桥向位移量(mm)

I为正置　II为倒置

支座类型(DX为单向活动，

SX为双向活动，GD为固定)

竖向承载力(单位为　kN)

系列代号

代号示例：DZQZ1000DXIe纵±100：表示竖向设计承载力为1000kN、顺桥向位移量为±100mm正置

的常温型DZQZ大转角球型单向活动支座。

2.5 示意图及规格尺寸表

①、DZQZ500～5000SX系列大转角球型支座（正置）示意图及规格尺寸表

1）、DZQZ系列双向活动（SX型）支座示意图见图3，规格尺寸见表2、表3。

表2 DZQZ系列双向活动（SX型）支座（正置式）主要尺寸表

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表3 DZQZ系列双向活动（SX型）支座（正置式）主要尺寸表

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表4 DZQZ系列单向活动（DX型）支座（正置式）主要尺寸表

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表5 DZQZ系列单向活动（DX型）支座（正置式）主要尺寸表

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表6 DZQZ系列固定（GD）支座（正置式）主要尺寸表