英国昆斯费里大桥(福斯三桥)上的竖向滑动支座和伸缩缝设置
 | |  |  | 英国昆斯费里大桥(Qeensferry Crossing )之前一直被称为福斯替换桥(Forth Replacement Crossing ),2013 年通过当地居民投票,更名为昆斯费里大桥。该桥是一座三塔斜拉桥,上部结构采用钢箱梁与混凝土桥面板的叠合梁形式,2 个主跨跨径均为650 m 。主梁在中间塔处与之固结,在边塔处采用竖向滑动支座,允许主梁的纵向移动。为了抵抗主梁的横向风荷载作用,在边塔处设置了横向限位装置,仅容许主梁横向小范围的移动。
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根据桥塔的尺寸,2 个竖向支座之间的间距为10 m 。竖向支座根据EN1337 -2 设计,设计荷载为17 MN (USL )。9 z3 ^" Q5 S+ v5 |8 R" l: k: I
该桥上安装的竖向支座由一个凸形球面和一个凹形底座组成,可以传递竖向力,同时允许所需要的转动,保证上部结构与下部结构之间力的正常传递,同时使轴向旋转以及每个方向的移动变得顺畅。支座滑块采用Robo -slide 超高分子聚乙烯材料,是PTFE 的替代材料,性能优越,有更高的耐久性。
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) z7 h- n) V6 S( c& V+ h3 }为了与主梁连接,支座上设计一个独立的锚板,桥塔上安装不锈钢滑动板,与底座上的Robo -slide 滑动块组成了一对摩擦副。7 f# B" ^- H, r1 F; j0 R
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考虑所有可能出现的最大约束力,将支座的允许滑移量设计为±30 mm ,可以保证支座的滑动面在任何情况下都不会超限。另外,为防止在支座处作用负反力时,支座滑动界面摩擦副之间出现分离,对标准球型支座的设计做了修正,将支座的锚板锁在凹形底座中,允许支座纵向滑动与转动和竖向压缩。在支座的底座和锚板之间的凹形滑动面周围安装有6 个圆盘形弹簧,在弹簧上施加一定的预压力,使得锚板与凹形底座一直处于受压状态,不会出现过大的间隙。同时,弹簧对底座施加了一个恒定的力,为所支撑的凸形块施加竖向支承力,也提高了凸形块上表面与主梁下表面间的紧密联动性。由于圆盘形弹簧的预加荷载,在滑动面及支座结构连接处的间隙达到最大设计值时,最小接触压力为0.7 MPa ,保证了支座连接处不会出现间隙,避免了支座脱空甚至脱落的病害。
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