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臺灣既有球型支座的結構形式及特點

既有球型支座的結構形式及特點

1 無轉動條的球型支座

　　無轉動條球型支座，結構簡單，加工方便。通過下支座板與上支座板之間的大間隙(3毫米)實現支座轉動功能(轉角)，在橋梁轉動過程中限位方向有水平力時，下支座板與上支座板為線-面接觸，造成支座上支座板限位方向受力為一條線，局部應力過大。 另外，此結構支座不能使橋梁水平轉動。

2 直線轉動條球型支座

　　該支座與無附加轉動條球型支座類似，不同點是在下支座板兩側，增設了繞下座板豎向轉動的直線轉動條。實現了支座配合處無間隙設計(間隙很小，僅為0.5毫米)實現橋梁轉角需求。不足的是，直線轉動條與下支座板之間也為線-面接觸。仍存在對支座局部受力過大。該支座不能水平轉動。

3 帶轉動套的球型支座

　　帶轉動套的球型支座，由于有整體轉動套的存在，加工與前兩種球形支座相比加工復雜些。優點是實現了支座配合無間隙(間隙很小)僅為0.5毫米)及支座的水平轉動，可滿足梁體側彎及水平轉動需要，但在限位方向轉動套與下支座板之間仍為線-面接觸，支座限位方向水平力作用時，局部應力過大。

4 球面麼擦副球型支座

　　球面麼擦副球型支座，是利用球體表面曲率半徑相同的特點而設計的一種能滿足球形支座轉角功能、支座上座板能水平轉動，同樣實現了支座配合無間隙(間隙很小，僅為0.5毫米)，它的突出特點是：在支座轉角結合面處，無論何種狀態都能做到面面接觸，支座水平受力均勻，消除了支座限位方向局部水平應力過大缺陷。另外，由于轉動塊由凹球面組成，采用數控車床加工，一次可裝卡多塊轉動件，加工方便、效率高。

　　以上四種球型支座中，無轉動條球型支座由于結構簡單，制造方便，使用經濟等特點被國內、外橋梁建設廣泛使用。但該球型支座配合間隙大且不能滿足橋梁水平轉動需求，支座轉角過程中，限位方向水平受力不均勻，不能滿足目前橋梁對支座提出的小間隙、能使橋梁水平轉動，限位方向能實現均勻受力的要求。球面摩擦副球型支座的設計，具備了以上功能。

隨著國家經濟的快速發展，公、鐵橋梁線路車流量日益增大，車輛重載、高速成為經濟發展的必然產物。高速、重載的車輛運行過程和制動過程不同于普通車輛，它對連接橋梁和橋墩的支座水平沖擊力較大。大沖擊力頻繁作用下，若支座配合間隙大，一方面對支座水平沖擊大，嚴重者導致支座破壞;另一方面，有導致橋梁扭曲的可能性發生，影響橋梁運營安全。另外，高速公鐵橋梁道路的高速建設的需要高速、重載的車輛運行，對橋梁建設中使用的支座提出了更高要求。間隙小，轉動靈活。抗沖擊等是支座設計者應重點考慮的問題，以此滿足高速、重載的車輛運行的需求。