四氟板

支座是桥梁结构的重要构件,其主要功能是:(1)固定桥跨结构的正确位置;(2)均匀稳妥地传递支反力;(3)保证梁端自由转动或移动。桥梁支座按所使用材料和基本结构可分为铸钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型支座4大类。铁路钢桥目前广泛采用的仍是铸钢支座。铸钢支座进一步可分为弧形支座、摇轴支座、辊轴支座(铰轴支座)等几种。对于大跨度铁路钢桥所采用的辊轴支座,其满足转动位移的结构设计分两种,一种是通过平面与圆柱面的接触实现转动,而另一种则是通过铰接实现转动。后者的优点是,铰接触的接触应力较小,接触疲劳寿命长。这种支座也可叫做铰轴支座,它由辊轴和铰轴组成,常见病害是:随着支座使用时间的增加,各摩擦副不断产生磨损,出现辊轴不均匀滚动,导致连接件承受较大的附加力而变形和损坏,辊轴倾角进一步加大甚至倾倒,支座无法行使其正常功能。

导致辊轴支座产生病害的主要原因有:

(1)由于加工误差、各辊轴位移时偏离下摆中心线的距离不等、下摆各处刚度不一致等因素而使各辊轴不均匀受力;

(2)由于摩擦副材料受载变形而由线接触发展为面接触、接触面发生永久变形之后而出现滚动2滑动复合摩擦、下摆与辊轴间因缺少足够的润滑剂而形成干摩擦等因素而改变了摩擦的性质;

(3)由于材料硬度的原因使得摩擦副磨损而不能正常工作。为了延长支座的寿命和避免中断行车进行维修,对于大型和重要的桥梁可考虑保留原来的支座形式而采用高硬度支座,就是在接触面通过特殊的工艺和选用特殊材料实现摩擦副的高耐磨、抗腐蚀性能,这种支座在日本采用较多。

由于盆式橡胶支座、球型支座,以及带四氟滑板的板式橡胶支座均使用了由四氟滑板与不锈钢板组成的摩擦副,由此给我们一个启示,将铰轴支座中的水平移动滚动摩擦副用四氟滑板与不锈钢板组成的平面摩擦副代替,既可满足水平位移的要求,也避免了辊轴部位的病害。同时由于四氟板对不锈钢板的摩擦系数与辊轴的滚动摩擦系数相当,因而,滑移阻力也不会增大。在有润滑脂润滑的情况下,四氟板与不锈钢板的摩擦系数会更低,更利于水平位移的实现。本文以渝怀铁路长寿长江大桥为例介绍这种新型的滑板铰轴支座的设计。