鐵路軌道交通橋梁球型支座在坡道橋上的應(yīng)用有哪些
鐵路軌道交通橋梁球型支座在坡道橋上的應(yīng)用,主要依托其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性(可實(shí)現(xiàn)多向轉(zhuǎn)動(dòng)、適應(yīng)豎向力和水平力),解決坡道橋梁因坡度產(chǎn)生的特殊受力、位移及穩(wěn)定性問題,具體應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
鐵路軌道交通橋梁球型支座在坡道橋上的應(yīng)用,主要依托其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性(可實(shí)現(xiàn)多向轉(zhuǎn)動(dòng)、適應(yīng)豎向力和水平力),解決坡道橋梁因坡度產(chǎn)生的特殊受力、位移及穩(wěn)定性問題,具體應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一、適應(yīng)坡道橋梁的豎向力傾斜傳遞
正確傳遞豎向荷載:坡道橋的梁體因坡度存在傾斜角度(通常坡度≤3%,特殊路段可達(dá) 5%),球型支座的球面結(jié)構(gòu)可通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整自身角度,使支座頂面與梁體底面保持密貼,確保梁體自重、列車荷載等豎向力垂直傳遞至橋墩(臺(tái)),避免因荷載偏斜導(dǎo)致支座局部受力過大而損壞。
分散傾斜荷載應(yīng)力:球型支座的球面接觸形式(上座板與下座板通過球面聚四氟乙烯滑板或鋼 - 鋼接觸)能均勻分散傾斜狀態(tài)下的豎向力,減少對橋墩(臺(tái))頂部的局部壓應(yīng)力,保護(hù)下部結(jié)構(gòu)的耐久性。
二、滿足梁體沿坡道的位移需求
適應(yīng)縱向坡度位移:列車行駛時(shí),梁體受溫度變化、混凝土收縮徐變等影響會(huì)產(chǎn)生沿坡道方向的縱向位移(上坡或下坡方向)。球型支座的水平滑動(dòng)功能(通過聚四氟乙烯滑板與不銹鋼板的低摩擦接觸)可順暢釋放這一位移,避免梁體因約束過大產(chǎn)生附加應(yīng)力。
兼容橫向與轉(zhuǎn)角位移:除縱向位移外,坡道橋在列車離心力、風(fēng)力等作用下還會(huì)產(chǎn)生橫向位移,同時(shí)梁體端部會(huì)因撓曲產(chǎn)生轉(zhuǎn)角。球型支座的球面轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)角可達(dá) 0.02~0.05rad)和多向滑動(dòng)能力可同時(shí)適應(yīng)這些位移,保證梁體變形自由。
三、承受坡道特有的水平力與附加力
抵抗列車制動(dòng)力 / 牽引力的縱向分力:在坡道上,列車啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的縱向力會(huì)分解為沿坡道方向的分力,球型支座通過設(shè)置水平承載力限位裝置(如固定支座、單向活動(dòng)支座的擋板),可有效傳遞或約束這一分力,防止梁體沿坡道滑動(dòng)。
平衡離心力與橫向力:曲線坡道橋中,列車行駛產(chǎn)生的離心力會(huì)使梁體產(chǎn)生橫向偏移,球型支座的橫向承載能力和限位功能可限制過度偏移,保證梁體與橋墩的相對位置穩(wěn)定。
四、保障橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性
減少梁體附加應(yīng)力:若采用普通支座(如板式橡膠支座),在坡道上可能因無法適應(yīng)傾斜角度和多向位移,導(dǎo)致梁體與支座間出現(xiàn) “脫空” 或局部擠壓,產(chǎn)生附加彎矩和剪力。球型支座的多角度適應(yīng)性可避免此類問題,保護(hù)梁體結(jié)構(gòu)。
提升抗震與減災(zāi)能力:在地震等動(dòng)力荷載作用下,坡道橋的受力更復(fù)雜。球型支座(尤其是抗震型球支座)可通過合理的滑動(dòng)摩擦系數(shù)設(shè)計(jì)和耗能裝置,緩沖地震力傳遞,減少結(jié)構(gòu)損傷。
便于維護(hù)與更換:球型支座通常采用模塊化設(shè)計(jì),上座板、下座板、球面襯墊等部件可單獨(dú)檢修或更換,在坡道橋這種維護(hù)空間受限的場景中,能降低養(yǎng)護(hù)難度和成本。