定州抗震球形钢支座在平城桥上的安装及推广前景

1、工程概况
平城桥在古城环路南段，规划红线宽50m，道路起自西侧平城街，东小城东侧路交叉口；终至平城街，御河东路交叉口，道路桩号范围为K0+31.174—K1+210.846，全长1.242km。
道路工程全长571m，桥梁总长671m(桩号为K0+260.18—K0+931.18)，引桥为预应力混凝土连续梁结构，引桥东侧长294m连续梁，引桥西侧长237m连续梁。引桥上部为预应力混凝土连续箱梁，下部采用双柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。
主桥为140m下承式钢桁架拱桥，主梁采用叠合梁。钢叠合梁分为水平顶底板单元、腹板单元、横隔板单元和附属结构单元，组装胎架长度不得小于5个标准梁段的长度。桥面结构由钢系梁、钢横梁、钢小纵梁和钢筋混凝土桥面板组成。与钢梁格结合成一体的钢筋混凝土面板，采用预制和现浇接缝两部分施工。预制板提前预制，存放6个月以上，方能吊运安装。主桥拱肋由4片桁架和2道风撑组成，每侧2片桁架，采用双吊杆、两拱肋布置。主桥吊杆采用平行钢丝冷铸锚吊杆，全桥中跨共布置4×2×12根吊杆。主桥基础承台采用两级承台，下设整体性群桩基础。
2、产品介绍及应用情况
目前，我国用于铁路桥梁上的钢支座虽然吨位较大，但这些支座体积过大，且不能实现万向转动。抗震定州球形钢支座，其用钢量和体积均大大下降，制造成本相对较低，具有万向转动、万向承载等其他类型支座所无法比拟的优点，而且采用抗拉、抗剪的特殊结构，具有抗地震烈度9度的能力。抗震球形钢支座的研制成功，为降低工程造价、提高工程整体质量和防震减灾能力创造了极为有利的条件，在当今国内外蓬勃发展的大跨空间结构和桥梁工程领域中极具推广应用价值。
3、抗震球形钢支座的特点
1)抗震球形钢支座可万向转动、万向承载，能很好地满足上部各种荷载(如恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等)所产生的反力的传递、转动、移动要求，保证反力合力集中、明确、安全可靠。
2)抗震球形钢支座可承受拉、压、剪(横向)力，在巨大的随机地震力作用下，只要上、下结构本身不破坏，因此种支座存在就不会发生落梁、落架等灾难性后果(一般来说，支座是薄弱环节，在强大的地震力作用下，极易发生落梁或落架，而此种支座的强度和延性均高于结构本身)，故特别适用于高烈度地震区的设防，具备能抗地震烈度9度的能力。
3)抗震球形钢支座与其他支座相比(如板式橡胶支座、盆式橡胶支座等)，抗震球形钢支座的静刚度大，在列车及大型汽车巨大自重及惯性力作用力下，支座仅产生极小变形，能可靠地保证汽车、列车高速运行时的平顺性。
4)抗震球形钢支座通过球面传力，受力面积大，并采用几种材料的优化组合，故与其他铰结构支座相比(如摇摆支座、锟轴支座等)，其体积和高度均大大减少，质量小，便于安装，并与同样承载力的钢支座相比造价较低。
5)抗震球形钢支座适用温度范围大(－40～70℃)，耐久性好，不采用橡胶承压，不存在橡胶老化对支座转动性能的影响。
6)抗震球形钢支座特别适用于宽桥、曲线桥、斜拉桥、坡道桥、大跨空间结构等工程，尤其在地震高烈度区更为适用，其他类型支座难以满足要求。
7)抗震球形钢支座具有抗拉结构，可减少桥端压重块。

8)抗震球形钢支座已开发出参数化、系列化产品，可满足不同用户的各种技术要求，并可根据用户要求设计出图。

4、抗震球形钢支座主要技术性能
1)支座摩擦系数为0.03。
2)支座水平剪力大于竖向承载力的20%。
3)支座抗拔力、抗拉力为竖向承载力的10%～30%。4)支座竖向承载力1000～60000kN，分为25级。
5)支座转角为0.03rad。
6)支座适用温度范围：－40～70℃。
5、抗震球形钢支座安装
1)抗震球形钢支座的安装方案、连接形式应与结构设计人员具体商定，以保证上、下部结构与支座的可靠连接和功能发挥。
2)下部钢筋混凝土柱的混凝土强度等级不得低于C35。
3)柱内配筋应参考本支座设计时的研究分析结果，即在自柱顶沿柱轴线向柱脚方向的0.25b～0.6b的高度范围(b为柱截面宽度)，增大水平箍筋截面的配置，其增加量依承载力分析结果确定。
4)活动支座根据设计需要在上支座与滑板之间设置偏值。
5)抗震球形钢支座和预埋钢板的连接若采用焊接时，要采取降温措施，防止支座钢构件过热而损坏聚四氟乙烯板、橡胶密封圈和5201硅脂。
6)安装前应使下部结构的标高和水平度满足设计要求。支座四角高差≤1mm。
7)支座中心线应与主梁中心线及下部结构安装线重合。
8)抗震球形钢支座安装就位后，底板与预埋钢板焊接应符合设计要求。待梁体施工完毕后。应立即拆除临时连接件。
9)支座安装时必须将上盖与下底座的连接件安装
好，待支座安装就位完成后拆除，并立即安装上防尘罩
(防尘罩为有机玻璃和泡沫塑料密封条)。
6、本桥应用情况
平城桥采用30000kN型支座，全桥4块，型号分别有GD，DX，SX等，安装前检查垫石平整度等。
7、推广前景
抗震球形钢支座与其他类型支座相比，其用钢量和体积均大大下降，制造成本相对较低，具有万向转动、万向承载等优点。采用抗拉、抗剪的特殊结构，具有能抗地震烈度9度的能力；为降低工程造价、提高工程整体质量和防震减灾能力创造了极为有利的条件，在当今国内外蓬勃发展的大跨空间结构和桥梁工程领域中极具推广应用价值。