固定型 (CJPQGZ-GD)	縱向活動型(CJPQGZ -ZX)
橫向活動型 (CJPQGZ -HX)	多向活動型 (CJPQGZ -DX)

衡水明光工程橡膠有限公司

Hengshui Mingguang Engineering Rubber Co., Ltd.

簡   介

INTRODUCE

衡水明光工程橡膠有限公司成立于2001年，是一家集工程橡膠研發(fā)、生產于一體的現代化企業(yè)。公司位于美麗的衡水湖畔，毗鄰石德鐵路、京九鐵路，處于石黃高速、大廣高速、106國道的黃金交叉點，交通位置十分優(yōu)越。

經過數十年的艱苦創(chuàng)業(yè)，明光公司現已形成了以橋梁工程構件、隧道防水材料為主的兩大板塊，共百余種產品及其衍生品。主要有：板式橡膠支座、盆式支座、球型支座、建筑隔震支座、橋梁伸縮裝置；橡膠止水帶、塑料止水帶、聚硫密封膠、防水板、閉孔泡沫板、土工布、土工膜、鋼波紋管涵等系列配套產品。

公司占地75600平方米，總資產2億元，擁有固定員工360人，其中專業(yè)技術人員46人，擁有先進的機械加工設備、檢測設備200多臺套，企業(yè)年生產能力：橡膠支座120萬立方分米，盆式支座5.8萬套，橋梁伸縮縫40萬米，止水帶800萬米，止水條180萬米、排水板1700萬平方米、防水板1700萬平方米，雙組份聚硫密封膠3000噸,波紋管400萬米,無紡布1000萬平方米,透水管500萬米、土工膜1800萬平方米,土工格柵500萬平方米，鋼波紋涵管7萬米。

明光公司嚴格按照ISO9001質量管理體系認證，嚴把質量管理全面提高企業(yè)在市場的競爭力，創(chuàng)造良好的企業(yè)信譽。明光公司堅持走聯合創(chuàng)新和自主研發(fā)的發(fā)展道路，并與中交公規(guī)總院、中交一院、中交二院、鐵一院、鐵二院、鐵三院、鐵四院、同濟大學建筑設計院、上海市政設計院等國內大型專業(yè)設計單位建立了長期的技術研發(fā)合作關系；成功轉讓了中交一院的HDR系列高阻尼隔震橡膠支座、LNR水平力分散型橡膠支座、JPZ系列盆式支座、JQZ 系列球型支座，中交二院的GCPZ系列盆式支座、GCQZ系列球型支座、GCBZ系列阻尼支座等并于鐵四院聯合開發(fā)全壽命型橋梁盆式球鋼支座和無障礙大跨度橋梁伸縮裝置；公司內部建立以聘請技術顧問為學科帶頭人的機制，鼓勵公司有學歷、有經驗的年輕技術人員組成科技創(chuàng)新小組，在結合國內外橋梁支座的成功經驗基礎上研制了LQZ、KQGZ、拉壓支座等新產品，已在中鐵五局援建的裴濟、加納的海外工程、汕頭疏港大橋、廣州體育場、西安北客站、西柏坡高速、哈爾濱地鐵、鄭州地鐵、石家莊地鐵、長春地鐵、重慶地等國家重點工程中得到應用。公司憑借高素質的員工隊伍，高效的管理團隊，先進的生產設備，一流的檢測工藝，完美的產品質量，周到、細致的售前售后服務使我們贏得了客戶的信賴與贊譽。多年來明光人始終奉行“做萬家工程，交四海朋友”的企業(yè)宗旨，秉承“創(chuàng)新、篤信、自立、爭強”的企業(yè)精神，艱苦創(chuàng)業(yè)，培育名牌，為給用戶提供性價比最高的產品奠定了基礎。

“做事如做人，德為先，誠為本”，是明光人矢志不渝的經營理念。

“以質至勝、以德治廠、以信摯友、以和致祥”是明光人永不言變的追求。

愿我們因合作而成為朋友！愿我們因是朋友而永遠合作！

1.         產品現狀

1.1 目前我國新建橋梁采用的支座多為盆式橡膠支座及球型鋼支座。

⑴ 盆式橡膠支座：利用鋼盆內的橡膠承壓和轉動，利用耐磨板和不銹鋼之間的平面滑動適應梁體位移要求。

① 優(yōu)點：結構合理，轉動與滑動功能分離，受力明確；關鍵部件設置在鋼盆內，避免其受環(huán)境污染。

② 缺點：橡膠在豎向荷載下會產生水平壓力，增加鋼盆拉應力；橡膠密封圈在長期轉動工況下存在磨損，造成密封失效；橡膠本身存在老化、硬化現象；橡膠設計壓力相對較低；支座轉動附加彎矩值大。

⑵ 球型鋼支座：利用球型面實現轉動，在球型面底部設置平面實現橋梁位移。

 ① 優(yōu)點：純鋼結構，不存在橡膠老化問題；可以實現大轉角、且附加力矩與轉角大小無關。

 ② 缺點：除固定外的單向型、多向型的球冠均暴露于外部，轉動面易被污染；球冠部件既要轉動也要滑動，受力、位移多重疊加，工況復雜。現有的球型鋼支座球冠在轉動的同時還需承受水平分力和豎向力，球冠底部處于偏壓狀態(tài)，轉動與滑動復合受力，球冠有滑出下支座板的趨勢，轉動球冠未封閉，受力不均勻、不明確、結構穩(wěn)定性相對較差。如下圖所示。

1.2 目前現有支座多采用的耐磨板有純聚四氟乙烯板、超高分子量聚乙烯板。

 ⑴ 純聚四氟乙烯滑板：

 ① 優(yōu)點：自潤滑性、摩擦系數低。

 ② 缺點：硬度低、磨損率偏高。

 ⑵ 超高分子量聚乙烯板：

 ① 優(yōu)點：高耐磨性、耐腐蝕。

 ② 缺點：不耐高溫、對硅脂依賴性強。

1.3 根據球型支座的工作原理，球冠球面需要耐磨和耐腐蝕、其余面需要耐腐蝕。

現在廠家處理方法為：將球面采用焊接鏡面不銹鋼板或鍍鉻、其余面采用鍍鋅或油漆的方法。

⑴ 焊接鏡面不銹鋼板工藝缺點：

包覆不銹鋼需要有專用的工裝進行壓制弧面不銹鋼，同時焊接時需要用壓力機將不銹鋼與弧面壓緊，但也難以避免不銹鋼脫空，焊接時受焊點等影響，大大降低了鏡面不銹鋼的表面光潔度及耐磨性。

⑵ 鍍鉻工藝缺點：

環(huán)境污染大；價格高；鍍前對表面光潔度要求很高，而且鍍后還要再加工；鍍層不均勻、易脫落，質量難以保證；顯微鏡下顯示，鍍層表面有很多的破裂紋路狀的圓頂形突出物，所以鉻層防止腐化侵蝕的特性比較差，使用壽命短。

⑶ 熱鍍鋅是將除銹后的鋼件浸入500℃左右融化的鋅液中，使鋼構件表面附著鋅層，從而起到防腐的目的。

該工藝過程產生的金屬蒸汽，有害氣體，粉塵等對環(huán)境污染較大。

⑷ 油漆防護的缺點：

表面一旦有小的銹斑，銹斑與其余油漆形成“陽極”與“陰極”，進一步加速銹蝕；油漆耐磨性差，球冠為受力部件，而油漆粘結力低，容易破壞；使用壽命有限，不能滿足球冠長壽命需求。

目前支座防腐多采用富鋅涂料噴涂，工藝繁瑣(需底漆、中間漆、面漆)，壽命較短，容易脫落，在施工時對鋼材表面前處理較為苛刻和嚴格，特別是相對表面前處理難以達到標準時，且并未考慮接觸面。如下圖所示。

目前，我國橋梁使用盆式橡膠支座和球型支座在我國公路系統(tǒng)橋梁支座中占有很大的比例�，F有的盆式橡膠支座盆腔內的橡膠老化會影響使用壽命，鋼盆內橡膠塊對支座轉動附加彎矩值大�，F有的球型鋼支座球冠底部曲面轉動與滑動未分離，使得耐磨板磨耗大；球冠在轉動的同時還需承受水平分力和豎向力，球冠底部處于偏壓狀態(tài)，轉動與滑動復合受力，受力不均勻、不明確、結構穩(wěn)定性相對較差；球冠滑板有滑出下支座板的趨勢，轉動球冠未封閉， 防塵性能差。

支座是橋梁構件中的關鍵部位，為滿足橋梁100年設計使用壽命的需求，為此，研制開發(fā)設計一種與結構同壽命、高性能、高耐久性、安全經濟的CJPQGZ系列橋梁耐盆式球鋼支座是非常有必要的。

1.兼顧了盆式橡膠支座和球型鋼支座各自優(yōu)點。

主體結構采用了盆式橡膠支座的型式，采用球冠替代橡膠墊，轉動是通過活塞與球冠之間相對轉動，并通過球冠下滑動面同步位移釋放彎矩，水平位移是通過活塞上滑動來實現。實現了轉動與滑動的部件分離，受力更加明確，減少了累積滑動位移量，結構使用功能性更優(yōu)。

2.網狀分子聚四氟乙烯滑板提高了支座的磨耗壽命，可實現支座與橋梁同壽命。

支座采用網狀分子聚四氟乙烯滑板，提高了硬度、抗蠕變性，較純聚四氟乙烯滑板的抗壓性可提高1.5倍，耐磨性可提高50倍；克服了超高分子量聚乙烯耐磨板不耐高溫、對硅脂依賴性強的弱點。在高壓（45MPa）下，具有低摩擦系數與低磨耗性能和自潤滑性，具有高承壓、自潤滑、高耐磨、低磨耗性能，滿足支座100km磨耗100年使用壽命的需求，可實現支座與橋梁同壽命，減少了支座養(yǎng)護維修和更換的費用。

3.球冠采用鋁合金和冷噴鋅金屬防腐工藝及氟橡膠密封防塵等世界先進技術。

鋁合金支座球冠材料具有中等強度、良好的氧化效果，加工性能優(yōu)良，且具有重量輕、耐腐蝕等特點。可直接拋光成鏡面，無需表面鍍鉻或焊接鏡面不銹鋼處理。

冷噴鋅不同于一般的涂料，其干膜含有96%以上的純鋅，能夠為鋼材提供很好的陰極保護。即使在很苛刻的環(huán)境中，仍能長效保護鋼鐵表面。

盆腔密封防塵采用氟橡膠圈，不易老化，密封防塵可靠。

1. 經委托教育部科技查新工作站進行國內外查新表明為世界首創(chuàng)全壽命（耐久型）盆式球鋼支座技術。

相對于傳統(tǒng)球型鋼支座直接將球冠與凹形下支座板接觸而言，創(chuàng)新將球冠置于鋼盤內，使球冠的平面與鋼盤的底板通過滑板接觸，球冠可以在鋼盤底板上進行水平滑動。球冠弧面與上活塞凹面通過滑板接觸，活塞與球冠發(fā)生轉動，以適應支座結構的轉動性能。盆壁承受支座水平力，構造合理，受力明確。

2. 采用球冠凸面與活塞凹面間轉動、同時球冠底平面調整滑移技術，改善了結構受力性能。

當球冠凸面與活塞凹面間轉動，同時發(fā)生水平滑移時，球冠將自動調整姿態(tài)使活塞的作用力合力始終保持在球冠底平面中心，使球冠底平面處于均勻受壓狀態(tài)。同時活塞在發(fā)生轉動時，不會出現因受到球冠和鋼盤壁的同時約束而產生附加力，活塞僅僅傳遞支座結構產生的水平力。充分發(fā)揮了支座鋼盤內球冠與活塞間的有效約束和鋼盤壁有效傳遞支座活塞水平力的作用。

3. 轉動位移與滑動位移分離，有效減少累積滑移量，提高支座的使用壽命。

主體結構采用了盆式橡膠支座的型式，即鋼盆、滑板，密封性能好，轉動功能是利用支座活塞與球冠球型面之間相對轉動，通過球冠下滑動面同步位移釋放彎矩，使支座活塞中心軸始終保持豎直，水平位移通過不斷調整處于水平狀態(tài)的活塞上滑動面來實現。有效地實現了轉動與滑動的部件功能分離，減少了支座累積滑移量，提高了支座的使用壽命。

4. 采用網狀分子聚四氟乙烯低磨耗、高耐壓滑板。

CJPQGZ橋梁盆式球鋼支座滑板采用網狀分子改性的聚四氟乙烯耐磨板，在高壓應力45MPa作用下，具有低摩擦系數與低磨耗性能。

與傳統(tǒng)的純聚四氟乙烯滑板比較：不僅保持了純聚四氟乙烯滑板的自潤滑性、摩擦系數低的優(yōu)點外，又重點克服了純聚四氟乙烯滑板硬度低、磨損率偏高等缺點，提高了硬度、抗蠕變性和耐磨性，較純聚四氟乙烯滑板的抗壓性可提高1.5倍，耐磨性可提高50倍。

同超高分子量聚乙烯耐磨板比較：不僅又克服了超高分子量聚乙烯耐磨板不耐高溫、對硅脂依賴性強的弱點。網狀分子聚四氟乙烯滑板具有高承壓、自潤滑、高耐磨、低磨耗性能，可以達到支座滑板累積滑移磨耗量100km100年使用壽命的需求，比高速鐵路支座滑板累積磨耗量50km增加一倍，遠遠高于歐洲規(guī)范對支座滑板累積耐磨滑移量的要求，提高了支座的磨耗壽命。

5. 球冠采用具有重量輕、耐腐蝕的鋁合金結構。

CJPQGZ橋梁盆式球鋼支座球冠采用鋁合金球冠。鋁合金（ZL）是在純鋁的基礎上加入其他金屬或非金屬元素，不僅能保持純鋁的基本性能，而且由于合金化及熱處理的作用，使鋁合金具有良好的綜合性能。鋁合金支座球冠材料具有中等強度、良好的氧化效果，加工性能優(yōu)良，且具有重量輕、耐腐蝕等特點。可直接拋光成鏡面，無需表面鍍鉻或焊接鏡面不銹鋼處理。工藝簡單，使用性能優(yōu)良。

6. 采用最優(yōu)質的冷噴鋅金屬防腐工藝。

CJPQGZ橋梁盆式球鋼支座鋼結構部分采用最優(yōu)質的冷噴鋅金屬防腐工藝。冷噴鋅不同于一般的涂料，其干膜含有96%以上的純鋅，能夠為鋼材提供很好的陰極保護。即使在很苛刻的環(huán)境中，仍能長效保護鋼鐵表面。防腐性能可以與熱鍍鋅相媲美，甚至優(yōu)于熱鍍鋅。冷噴鋅操作簡便，不污染環(huán)境，只需要攪拌均勻，保證必要的涂膜厚度即可。

熱噴鋅、冷噴鋅和富鋅涂料防銹的根本機理為陰極保護作用，其對橋梁鋼結構防腐耐久性的對比研究主要分為防腐性能對比和涂層的基本性能對比。防腐性能的對比分析主要是測試鋅含量、涂層電阻、耐鹽霧測試、劃痕鹽霧測試及腐蝕后形貌分析；對涂層的基本性能分析主要包括附著力、柔韌性、耐沖擊性能、耐寒性和耐溫變性能。 

1. 將球冠置于鋼盆內，盤壁直接承受支座活塞所傳遞的橋梁上部結構水平力，通過球冠頂曲面和底平面分別實現支座的轉動和滑動功能，使滑動位移量與轉動位移量分離，減少了支座累積滑移量。

2. 通過使用網狀分子改性的低磨耗、高強度聚四氟乙烯滑板，使滑板累積滑移量達到100km，可實現與支座結構同壽命。

3. 綜合防護防腐技術：球冠采用鋁合金成形技術，完全避免了球冠頂曲面復合不銹鋼板，既輕質又耐腐蝕；鋼結構表面采用冷噴鋅防銹處理及耐老化的氟橡膠鋼盤密封圈，進一步提高了使用壽命。

1.       支座在豎向設計承載力作用下，總高度不大于200mm的盆式球鋼支座，豎向壓縮變形不應大于2mm；總高度大于200mm的盆式球鋼支座，豎向壓縮變形不應大于支座高度的1%，且不應大于4mm。

2.       固定支座各向、縱向活動支座橫橋向、橫向活動支座順橋向的設計水平力應考慮制動力、風力、溫度力、地震力等。

3.       多向活動支座各向、縱向活動支座順橋向及橫向活動支座橫橋向的設計水平力為設計豎向荷載產生的摩阻力。

4.       連續(xù)梁支座上支座板頂面不設坡度，線路坡度采用由梁底設置楔形塊來調整。

5.       采用本支座時，支承墊石混凝土等級不低于C50。

6.       支座設計轉角為0.02rad，或滿足不同的轉角要求。

7.       在有硅脂潤滑的條件下，活動型支座摩擦系數μ值應滿足：常溫（-25～60℃），μ≤0.030；低溫（-40～-25℃），μ≤0.050。

8.       支座的設計轉動力矩為：

M=P·μ·R

   式中：P——支座豎向設計承載力，單位為千牛（kN）

   μ——球冠襯板與球面滑板的設計摩擦系數（常溫μ=0.03，低溫μ=0.05）

     R——球冠襯板的球面半徑，單位為毫米（mm） 

1. 支座豎向設計承載力規(guī)格

    500kN，750kN，1000kN，1500kN，2000kN，2500kN，3000kN，4000kN，4500kN，5000kN，5500kN，6000kN，7000kN，8000kN，9000kN，10000kN，12500kN，15000kN，17500kN，20000kN,22500kN，25000kN，27500kN，30000kN，32500kN，35000kN，37500kN，40000kN，45000kN，50000kN,55000kN,60000kN及以上。

2. 支座設計位移規(guī)格

（1）縱向活動型支座和多向活動型支座的順橋向位移按±40mm、±60mm、±80mm、

     ±100mm、±150mm或±200mm、±250mm、±300mm及以上。

（2）橫向活動型支座和多向活動型支座的橫橋向位移為±10mm、±20mm、±30mm、

     ±40mm及以上。

位移量大于上數值，根據需要可以相應調整上板尺寸。支座豎向調高可采用在支座本體的上、下支座板與結構體之間加墊鋼板來實現。

固定型 (CJPQGZ-GD)	縱向活動型(CJPQGZ -ZX)
橫向活動型 (CJPQGZ -HX)	多向活動型 (CJPQGZ -DX)

本系列支座類型可分為固定型（GD）、縱向活動型（ZX）、橫向活動型（HX）和多向活動型（DX）四類。根據橫橋向兩個支座中心距的大小，主要梁型支座的布置方式如下。

三跨連續(xù)梁（橫橋向支座中心距≥4m）支座布置如下所示：

三跨連續(xù)梁（橫橋向支座中心距＜4m）支座布置如下所示：

    圖例：  表示固定支座（GD）       表示橫向活動支座（HX）

        表示縱向活動支座（ZX）   表示多向活動型支座（DX）

1.       支座選型時，應根據橋梁實際設計水平力選取相應設計水平力的支座；

2.       支座應根據溫度跨度及溫度變化幅度，并考慮梁體收縮徐變、施工偏差等因素選取相應設計位移量的支座；

3.       當選用的支座順橋向設計位移量e不等于本圖支座設計位移量±100mm時，連續(xù)梁縱向型及多向型支座安裝圖尺寸及重量表A、C尺寸按表中±100mm對應數字加2x(e-100)計。 

1.       安裝前準備工作

① 支座在工廠組裝時，應仔細調平，對中上、下支座板預壓后用上、下支座連接鋼   

   板及連接螺栓將支座連接成整體;

② 支座組裝前應注意根據梁部設計要求、施工合龍溫度等預留預偏量;

③ 在支座安裝前，應檢查支座連續(xù)狀況是否正常，但不得任意松動上、下支座連接

   板及連接螺栓;

④ 支承墊石頂面任何兩個高差不得大于2mm。

2.       支座的安裝

① 鑿毛支座就位部位的支承墊石表面，清除預留錨栓孔中的雜物，安裝灌漿用模板， 

   并用水將支承墊石表面浸濕。

② 用鋼楔塊楔入支座四角，找平支座，并將支座底面調整到設計標高，在支座底面

   與支承墊石之間應留有20-30mm空隙，安裝灌漿，見下圖。

③ 仔細檢查支座中心位置及標高后，用無收縮高強度灌注材料灌漿。灌注材料性能

   應滿足《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》的要求，見下圖。 

④ 灌漿采用重力灌漿方式，灌注支座下部及錨栓孔處空隙，估算漿體體積，備料充足，一次灌滿。灌漿口不低于梁頂面。

⑤ 灌漿過程應從支座中心部位向四周注漿，直至從鋼模與支座底板周邊間隙觀察到灌漿材料全部灌滿為止。

⑥ 砂漿強度達到20MPa后，拆除鋼模板，檢查是否有漏漿處，必要時對漏漿處進行補漿，擰緊下支座板錨栓。。

⑦ 待灌注梁體混凝土后，張拉預應力筋前拆除各支座上、下臨時連接鋼板及螺栓。

⑧ 待梁體施工完成后，需對支座作如下檢查：是否存在偏斜；是否與支撐墊石有脫開；是否有開裂。

⑨ 檢查無誤后，拆除臨時千斤頂，安裝支座圍板。

3.       支座用于鋼梁時要求

當支座用于鋼梁時，取消與梁體連接的套筒及錨栓，直接用螺母連接。如下圖所示：

① 螺栓長度需根據鋼梁底板厚度確定；

② 螺母材質采用40CR調質。材料40CR調質按GB/T3077執(zhí)行。調質后硬度應達到

   HRC32±2；

③ 螺栓直徑在M48以內應配GB93標準型彈簧墊圈，其他螺栓配GB95-2002平墊圈；

④ 如支座采用倒置，墩頂螺栓、套筒、錨栓、錨栓孔尺均按圖中墩頂要求尺寸，錨

   栓孔平面位置按倒置后調整；

⑤ 在不影響支座主體結構前提下，梁底螺栓位置可與鋼梁匹配，由選用單位自行檢

   算及設計。

4.       支座養(yǎng)護及維修

① 支座使用期間應定期對支座進行檢查、養(yǎng)護；

② 檢查項目按TB/T2320.3《鐵路橋隧建筑物劣化評定標準——支座》執(zhí)行；

③ 每次檢查時，如有必要應對支座下錨碇螺栓進行清洗、涂油、擰緊或更換。 

1.試驗條件

  試驗材質：網狀分子聚四氟乙烯滑板；       試件尺寸：ø100×7mm；

  正應壓力：45MPa；                       相對滑動速度：15mm/s；

  試驗溫度：21℃±2℃；                    累計滑動距離：100km；

  硅脂型號：5201-2；

2.試驗結果

3.試驗照片

試驗后照片 — 上片	試驗后照片 — 下片

4.試驗結論

試驗曲線在70km前趨于平穩(wěn)，摩擦系數在0.014；70km后曲線快速上升，然后趨于平穩(wěn)，摩擦系數在0.081。

科學技術成果評價報告

EVALUATION REPORT OF SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL ACHIEVEMENTS