公路橋梁板式橡膠支座設(shè)計(jì)及計(jì)算

席　寧（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇　南京　210017）

公路橋梁板式橡膠支座設(shè)計(jì)及計(jì)算

席寧
（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇南京210017）

本文從工程實(shí)際設(shè)計(jì)出發(fā)，論述了公路橋梁板式橡膠支座形狀、性能標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法，并對支座選型注意事項(xiàng)進(jìn)行了歸納，以供參考。

公路橋梁；橡膠支座；選型設(shè)計(jì)；計(jì)算方法

1　公路橋梁板式橡膠支座介紹

公路橋梁板式橡膠支座一般地能具有在梁端作用力作用時通過球形表面橡膠層調(diào)整受力中心的位置，逐漸將力擴(kuò)散到圓板式橡膠支座的鋼板和橡膠層，使支座受力均勻。它與原用的鋼支座相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)簡單，用鋼量少，建筑高度低，安裝、更換方便，有較長的使用期限；能適應(yīng)寬橋、曲線橋、斜橋等上部結(jié)構(gòu)在各方面的變形。在彎、斜橋的使用中優(yōu)點(diǎn)突出。

2　公路橋梁板式橡膠支座設(shè)計(jì)

2.1支座形狀的確定。按照很普遍的公路橋梁板式橡膠支座的設(shè)計(jì)來說，支座應(yīng)至少由兩層以上加勁鋼板，且鋼板全部包在橡膠彈性材料內(nèi)形成的支座，我們把它制作成如圖1矩形板式支座和圖2圓形支座所示。

2.2支座技術(shù)的要求。按規(guī)定在設(shè)計(jì)支座時的參數(shù)、設(shè)計(jì)要求及驗(yàn)算方法應(yīng)按照J(rèn)TG D62有規(guī)定去執(zhí)行。而在性能方面要滿足以下要求，見表1。

2.3 橡膠的性能標(biāo)準(zhǔn)。對于橡膠的性能來說要滿足硬度范圍要在60±5 60±5 ，拉伸強(qiáng)度要在≥17 ≥18；它的耐臭氧老化條件要在20%伸長，400C×96h 100pphm 25pphm。

2.4 支座抗壓彈性的計(jì)算。

一般地，我們把支座抗壓彈性的計(jì)算用下面的公式表達(dá)：

E=5.4G·S2

而上面所說的所謂的矩形支座它的計(jì)算公式這樣表達(dá)：

S=l0a·l0b/2t1（l0a+l0b）

同樣的另外一個圓形支座的公式我們這樣體現(xiàn)： S=d0/4t1

這其中E代表的是支座抗壓彈性； G表達(dá)的是支座抗剪彈性模量，而S代表的則是支座形狀系數(shù)。

2.5 支座承載力的取值。一般地在實(shí)際應(yīng)用中，我們要對選用的板式橡膠支座進(jìn)行最大承載力與橋梁支點(diǎn)反力的設(shè)計(jì)取值。我們知道支座承載力越大，它的平面面積也就越大，相應(yīng)的剪切變形強(qiáng)度也越大。如果是橡膠支座出現(xiàn)了足夠大時，那么這個支座就會與梁體間形成滑移現(xiàn)象，導(dǎo)致抗滑穩(wěn)定性破壞。

所以，為了滿足橋規(guī)相關(guān)驗(yàn)算的實(shí)際要求，支座壓應(yīng)力在限值范圍內(nèi)宜取高，同樣平面承壓面積下短邊宜取小，支座厚度在限值范圍內(nèi)宜取大。橫向傾斜安裝的支座可不考慮其影響。為什么這樣做，原因是有三個方面的，一個是設(shè)計(jì)荷載出現(xiàn)的機(jī)率總是很小，大量時間支座的承壓力大有富余，二個是設(shè)計(jì)部門給出的支座承壓力有富余，第三個是實(shí)際中幾乎沒有被“壓壞”的橡膠支座。所以這樣來看合理確定支座承載力取值，不圖省事憑經(jīng)驗(yàn)保守取值，不僅能節(jié)約支座購置費(fèi)用，還能減小墩臺水平力，節(jié)約下部結(jié)構(gòu)建設(shè)成本，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益較為可觀。

圖1　矩形板式支座

圖2　圓形支座

[1]李軍歌.對橋梁支座簡化模型的一點(diǎn)思考[J].四川建筑，2005（02）.

[2]莊軍生.橋梁支座[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

[3]周明華.橋梁盆式橡膠支座的典型事故案例分析與防治[A].中國交通土建工程學(xué)術(shù)論文集（2006）[C]，2006.

表1

內(nèi) 容　指 標(biāo)極限抗壓強(qiáng)度RU（MPa）　≥70實(shí)際測的抗壓彈性模量E1（MPa）　E±G×20%實(shí)際測的抗剪彈性模量G1（MPa）　G±G×15%老化后的抗剪彈性模量G2（MPa）　G＋G×15%實(shí)測四氟板與不銹鋼板表面摩擦系數(shù)μf　≤0.03

U443.36

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