自润球铰支座-质量不用愁

某一工程所用大转角网架球铰支座为例，对照普通球铰支座，对其性能、结构设计、计算方法进行分析。对所研究的球铰支座的性能要求承载能力N＝10000kN抗拉能力F＝2000kN抗剪能力H＝3000kN转角θ＝0.05rad转动中心设定在O点处（见图1）。工况分析球铰支座在服役期间可能出现的工况：1.球铰支座在承受压力的同时发生转动；2.球铰支座在承受拉力的同时发生转动；3.球铰支座在承受压力的同时承受剪力和转动；4.球铰支座在承受拉力的同时承受剪力和转动；以上4种工况中较不利的工况是较后一种。
以下即按这种工况进行球铰支座的结构设计和计算。球铰支座球铰支座结构设计和传力路径考虑到对球铰支座有大转角的要求和有设定的转动中心的要求，采用球面传力的大转角网架球铰支座方案，结合转动中心和转角确定传力球面的球心，以适应工程要求。球铰支座传力路径：上部结构将荷载传给上支座板，然后依次通过不锈钢板、平面耐磨板、球冠板、球面耐磨板和下支座板传递给下部结构。
球铰支座大转角网架球铰支座与普通球铰支座结构、性能对照当球铰支座转动后，球铰支座承受拉力的两个作用面——上支座板的A面和下支座板的B面之间夹角为0.05rad，支座承受水平力的两个作用面——上支座板的C面和下支座板的D面之间夹角也为0.05rad，在这种情况下，球铰支座承受拉力和剪力时皆为线传力。
甚至造成点传力。特别是在承受拉力时，受力点偏向一侧，破坏了均衡受力状况，很可能造成构件破坏。且如果先有了拉力、剪力，又需支座转动，支座先在拉力、剪力作用下，作用面（都是平面）贴合，支座就再也转不动了，转角释放不了，有害力矩也释放不了。球铰支座大转角网架球铰支座以O点为转动中心转动0.05rad且承受拉力、水平剪力时的状况。
可以看出当球铰支座转动后，球铰支座承受拉力的两个作用面（见G处、H处）仍为球面结合，支座承受水平力的两个作用面（见G处、H处）也仍为球面结合，在这种情况下，支座在承受拉力和剪力时皆为球面传力，不存在偏载或应力集中，不破坏原有的传力状况，保证结构，且仍可绕设定的转动中心O转动。

球铰支座的研讨始于近几年，还没有形成老练的系列化产品，仅部分用于修建和桥梁结构，研发的步伐较外相对滞后。在一些大型结构工程中，具有足够大的承载才能的盆式支座和球形支座上具有突出效果。减隔震规划办法是一种比较新的桥梁抗震规划办法，其在桥梁抗震中的应用在较近二十多年的里得到了广泛的开展。
所谓“减隔震”，包括两层含义，一是减震，即使用耗能装置消耗地震输入的能量：二是隔震，即使用一些特别装置将地震能量的输入路径在某种程度上隔断，以达到减小地震能量输入，维护桥梁下部结构的目的。减隔震技能在桥梁结构中的应用往往是经过减、隔震支座来完成的。减隔震支座一般是经过橡胶的变形耗能。
钢构件的屈从耗能或许滑动冲突耗能来达到减震的目的，一起经过地震效果下支座的变形使桥梁结构的周期延长来达到隔震目的。球铰支座选用套筒和锚固螺栓与主梁及墩、台衔接。为确保支座准确就位装置，减少对墩台顶面受力钢筋的搅扰，主张在墩、台顶面的支承垫石部位设置预留锚栓孔，预留孔的尺寸详见支座装置。
预留孔中心及对角线误差不得超越10mm。（1）高承载：选用改性的填充聚四氟乙烯复合夹层滑板及分片镶嵌技能，提高了资料的承载才能（填充聚四氟乙烯复合夹层滑板许用压应力60MPa，纯聚四氟乙烯滑板许用压应力30MPa），完成了支座的高承载才能。（2）长寿数：经过匹配性选择，确认了冲突副的偶对资料。
又在模仿工况下对冲突副资料进行了实验，较终确认冲突副的规划参数，然后确保了长寿数。球面冲突副选用自有技能——包覆球面不锈钢滑板，使之与平面冲突副选用相同偶对资料，确保了两者的等性能、等寿数。另外，在海洋大气腐蚀环境中，经过选用耐蚀主体资料和表面长效防腐系统，确保了支座全体的长寿数。
（3）全密封：冲突副选用分部全密封规划，防尘防水性好。密封资料不老化，充沛确保冲突副无腐蚀、无污染。平面冲突副用聚四氟乙烯环密封，球面冲突副用不燃烧、不老化的聚四氟乙烯浸渍玻璃布密封，使冲突副始终在无腐蚀、无污染的环境下作业，充沛确保了滑移性能的稳定和长久的使用寿数。