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GPZ(II)盆式橡胶支座结构及优化
作者:橡胶支座 来源:http://www.hsyuanhong.com 发表时间:2018/3/6 10:56:14 人气:

桥梁支座是一种连接桥梁上部结构和桥墩,传递载荷并满足桥梁位移、转动要求的结构部件。盆式橡胶支座是桥梁支座主要类型之一,是目前国内铁路、公路中应用最为广泛的支座类型。

目前公路桥梁盆式橡胶支座主要推广产品包括GPZ(II)盆式橡胶支座,GPZ(II)盆式橡胶支座以及JPZ等系列产品。其中GPZ(II)盆式橡胶支座系列运用最早,GPZ(II)盆式橡胶支座系列为GPZ(II)盆式橡胶支座系列替代产品,JPz系列为最新产品,此三类产品在公路桥梁领域中并存使用。因使用习惯,前两类产品仍为主要应用产品。

GPZ(II)盆式橡胶支座特点

由于GPZ(II)盆式橡胶支座和GPZ(II)盆式橡胶支座系列支座结构形式相似,且均采用铸造工艺生产,工艺复杂,生产周期长,难以适应现今公路桥梁建筑施工呈现出的周期分散、时间短、支座批量小等特点。而采用原支座设计,直接采用型材生产时,加工难度大,材料利用率低。据实际生产财务数据分析,在支座总成本中原材料成本占71%一89% ,其他费用成本(包括管理费、加工费等)占11%一29%。因此为实现支座快速批量生产,对原GPZ系列支座进行结构设计优化,以提高材料利用率,降低原材料成本,不失为降低支座总成本的最佳措施。故对此类支座进行结构优化的必要性显而易见,现主要以GPZ(II)盆式橡胶支座为对象来进行结构优化设计研究,GPZ ( 2009)系列的优化亦可照此执行。

GPZ(II)盆式橡胶支座结构及优化

同一种吨位GPZ (II)盆式橡胶支座分为固定支座、单向活动支座及多向活动支座等3种,以满足桥梁各个方向上的位移需要。优化原则为保证支座原有零部件外观尺寸不变,支座结构及零部件受力情况相似,结构做出优化设计,并以型材为母材下料加工来替代铸件加工的方法,以实现支座快速批量生产。

固定支座结构优化思路主要将上支座板进行了分体式结构优化,上支座板优化为卡桦、活塞及上支座板三个零件构成。

单向活动支座结构优化思路如图2所示。主要将上滑动板优化设计为圆柱销、挡条及上滑动板三部分,用圆柱销承载支座所受的水平力。圆柱销孔采用配钻加工工艺,加工前先用高强度螺钉固定上滑动板和挡条,保证圆柱销的装配精度。

多向活动支座由于结构已较为适合机加工生产工艺,不在此优化讨论之列。其结构可查阅《公路桥梁盆式橡胶支座配套系列设计》。

GPZ(II)盆式橡胶支座结构优化设计计算

GPZ (II)盆式橡胶支座在进行结构设计时,均需要进行橡胶垫压应力、耐磨板压应力、底盆强度、底盆与活塞接触应力等强度校核,但此5种构件结构优化时未曾涉及,采用原结构尺寸即可,无须重新校核。

GPZ (II)单向活动支座的上滑动板结构优化部分,高强螺钉、挡条及圆柱销均满足强度校核的要求。


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