王立輝1王彩麗2李寶昌3
(12、中鐵一局集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710054;3、黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150000)
1 引言。隨著我國高等級(jí)公路和市政道路的發(fā)展,在我國橋梁建設(shè)過程中遇到了許多十分突出的問題,其中支座的正確設(shè)計(jì)對(duì)一座橋而言起著非常重要的作用。本論文以實(shí)際工程對(duì)支座進(jìn)行受力計(jì)算分析。
2 設(shè)計(jì)資料
標(biāo)準(zhǔn)跨徑:主梁采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為16m的裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋如圖1。
主梁全長:主梁預(yù)制長度為15.96m.
計(jì)算跨徑:根據(jù)梁式橋計(jì)算跨徑的取值方法,計(jì)算跨徑取相鄰支座中心間距為15.5m.
橋面寬度:橫向布置為凈-7(行車道)+2×0.75m(人行道)+2×0.25(欄桿)
橋下凈空:4m
圖1 橋梁橫斷面圖
3.支座計(jì)算(采用板式橡膠支座)
3.1 選定支座平面尺寸
由橡膠支座板的抗壓強(qiáng)度和梁端或墩臺(tái)頂混凝土的局部承壓強(qiáng)度來確定如圖2。
如圖2板式橡膠支座
若選定支座平面尺寸ab=20×18=3600cm2,則支座形狀系數(shù)S為:
式中:t-為中間層橡膠片厚度,取t=0.5cm2
當(dāng)S>8時(shí),橡膠板的平均容許壓應(yīng)力[σj]=10MPa,橡膠支座的彈性模量Ej為:
計(jì)算最大支反力,3號(hào)梁為最大:N恒=118KN,N汽=165KN,N人=0。因此,N汽車組合=118+165=283KN。按容許應(yīng)力計(jì)算的最大支反力N為
3.2 確定支座的厚度
主梁的計(jì)算溫差取△T=35。C,溫度變形有兩端的支座均攤,則每一個(gè)支座承受的水平位移△D為:
計(jì)算活載制動(dòng)引起的水平位移,首先需確定作用在每一個(gè)支座上的制動(dòng)力HT。對(duì)于16m橋跨可布置一行車隊(duì)。其總重為:汽車:制動(dòng)力為500×10%=50KN,一輛加重汽車的總重為300KN,制動(dòng)力為:300×30%=90KN。五根主梁共10個(gè)支座,每一支座承受的水平力HT為:按規(guī)范要求,橡膠層總厚度∑t應(yīng)滿足:不計(jì)汽車制動(dòng)力時(shí):∑t≥2△D=0.548cm計(jì)汽車制動(dòng)力時(shí)∑t≤0.2a=0.2×20=4cm
選用六層鋼板、七層橡膠組成橡膠支座。上下層橡膠片厚度為0.25cm,中間層厚度為0.5cm,薄鋼板厚度為0.2cm,則橡膠片總厚度為:∑t=5×0.5+2×0.25=3cm。符合規(guī)范要求:0.2a≥∑t=3cm>2△D=0.548cm。支座總厚度:h=∑t+6×0.2=4.2cm
3.3 確定支座偏轉(zhuǎn)情況
支座的平均壓縮變形δ為
按《橋規(guī)》應(yīng)滿足δ≤0.05∑t,即
4.1 ×10-2cm≤0.05×3=15×10-2(合格)梁端轉(zhuǎn)角θ,汽車荷載作用下跨中撓度f=1.28
驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況應(yīng)滿足
δ=4.1×10-2≥滿足要求。
3.4 驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性
計(jì)算支點(diǎn)最小反力Rmin,已知橫向分布系數(shù)(1號(hào)梁)為0.438,沖擊系數(shù)(1+μ)=1.221
均滿足抗滑要求,不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。
4.結(jié)論
通過對(duì)T形簡支梁橋支座受力計(jì)算分析,選用此支座不僅能滿足設(shè)計(jì)及施工要求,而且經(jīng)濟(jì)合理,為工程節(jié)約成本。為施工提供可操作的技術(shù)保證,也為同類工程提供借鑒。
[1]方嘉煊.公路T形簡支梁橋加固技術(shù).中港第四航務(wù)工程局.【期刊】華南港工,2005-03-15.