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天水板式橡膠支座計(jì)算示例

　　某橋?yàn)槲辶菏诫p車道簡支梁橋，標(biāo)準(zhǔn)跨徑L=20m，計(jì)算跨徑l=19.5 m，荷載為汽車-15級(jí)，掛車-80，梁肋寬0.18m，RD=160KN，Rpmax=155.6KN,Rpmin=63KN,汽車-15級(jí)時(shí)梁的跨中擾度f=17.4mm，主梁的計(jì)算溫差Δt=35ºC,試按兩端等厚度設(shè)計(jì)板式橡膠支座。

(1) 確定支座平面尺寸

　　選用定型設(shè)計(jì)的橡膠支座，初擬順橋向長a=200mm，橫橋向?qū)抌=180mm,使支座與梁助等寬，在五根主梁每梁端設(shè)置一個(gè)橡膠支座。支座厚度初擬選用28mm，其中有四層鋼板和五層橡膠片，上下表層橡膠片厚2.5mm，中間各層厚5mm，加勁鋼板每層厚2mm，則：Σt=2×2.5+3×5=20mm

　　支座的平面形狀系數(shù);

　　S = ==9.5>8

　　取用橡膠支座的平均許壓應(yīng)力[σ]=10Mpa

　　橡膠支座的應(yīng)力驗(yàn)算：

　　σ===8.77 Mpa<[σ]=10 Mpa

　　(2) 驗(yàn)算支座的厚度

　　主梁的計(jì)算溫差為35ºC，伸縮變形為兩端支座均攤，則每一支座的水平位移;

　　ΔD= α·Δt·l = ×10-5×35×20×103=3.5mm

　　20m梁的車隊(duì)重343.2KN，制動(dòng)力為343.2×0.1=34.3KN。

　　汽車-15級(jí)重車196.1KN，制動(dòng)力為196.1×0.3=58.8KN。

　　由重車控制，每一支座承受的水平力：HT ==5.88KN

　　橡膠支座的彈性模量：

　　E=(530S-418) =(530×9.5-418)· =461.7MPa

　　則由活載制動(dòng)力引起每一支座的水平位移：

　　ΔL=== 1.1mm

　　Σt≥2ΔD 20>2×3.5=7mm

　　Σt≥1.43(ΔD+ΔL)20>1.43(3.5+1.1)=6.58mm根據(jù)《公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范要求》，Σt≤0.2a=0.2×200=40mm，滿足要求。故：采用支座總厚h=Σt+h鋼板=20+4×2=28mm

　　(3) 驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)

　　平均壓縮變形：ΔS=== 0.38mm

　　應(yīng)滿足ΔS≤0.05Σt=0.05×20=1mm，滿足要求。

　　梁的撓度與梁端轉(zhuǎn)角的關(guān)系：

　　∵f= •=•=•θ∴θ=·f

　　設(shè)恒載作用下，梁端轉(zhuǎn)角θ=0，汽車-15級(jí)的f中=17.4mm，則：

　　θ= = 0.00285rad

　　ΔS2=ΔS -θ·a=0.38 - ×0.00285×200

　　=0.95mm>0 滿足要求，故支座不會(huì)脫空。

　　(4) 驗(yàn)算抗滑性能

　　在無活載情況下：已知：µ=0.3，RD=160KN µRD≥1.4GA

　　0.3×160×103≥1.4×1.1×200×18

　　48KN>12.94KN滿足要求。

　　活載在橋上時(shí)：RD=160KN，Rpmin=63KN, HT=5.88KN

　　µ(RD+Rpmin)≥1.4GA +HT

　　0.3×(160+63)≥12.94+5.88

　　66.9KN>18.82KN滿足要求，故支座不會(huì)滑脫。