朔州市场上普通公路桥梁上GYZ,GJZF4板式橡胶支座计算

更新时间:2016-04-04

朔州市场上普通公路桥梁上GYZ,GJZF4板式橡胶支座计算,衡水同泰工程橡胶有限公司在为一4跨连续梁桥生产相应的橡胶支座产品,此桥全长4×20=80m,在联端各设置一道伸缩缝。主梁采用C50混凝土,墩台均采用C30混凝土,根据当地气象资料,年平均最高气温为24.3℃,年平均最低气温为1.4℃。简支端拟采用GYZ300×54橡胶支座,连续端拟采用GYZ300×52橡胶支座。

一、计算数据准备: 4—20m431.608KN125.208KN306.4KN1.96cm24.3℃1.4℃22.9℃简支端橡胶支座:GYZ300×54mm橡胶片总厚te(mm):37连续端橡胶支座:GYZ300×52mm橡胶片总厚te(mm):37 1、简支端单个橡胶支座剪切刚度: 1910.4N/m 连续端单个橡胶支座剪切刚度: 1910.4N/m 每排设置制作个数为:18个 则简支端橡胶支座总刚度为:34387.7N/m 则连续端橡胶支座总刚度为:34387.7N/m 2、墩台抗推刚度: Ki=3EI/Li 墩台编号LiIE 墩台综合抗推刚度K0号台1.80.74553000000034285.2 1号墩3.20.28043000000032917.92号墩3.10.28043000000033046.23号墩3.80.28043000000031995.44号墩4.60.28043000000030360.8 3、制动力计算及分配: 按照《通用规范》4.3.6规定,以一联作为加载长度,计算制动力则制动力标准值T3为:900KN 各墩台按照刚度分配制动力:ΣK= KN/m墩台编号 0号台 1号墩 2号墩 3号墩 4号墩 二、确定橡胶支座平面尺寸: d=300mm橡胶支座平面面积:706.9cm2中间橡胶层厚度为:0.8cm 查行业标准《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》得到橡胶支座的平面形状系数 S=9.06>8合格 1、计算橡胶支座弹性模量:Ej=5.4Ge×S2= 443.3Mpa2、验算橡胶支座的承压强度:σj=Rck/橡胶支座面积=kPa 则σj<[σj]=kPa合格确定橡胶支座厚度:

1、主梁计算温差为Δt为:22.9℃,温度变形由两端的橡胶支座均摊,则每一橡胶支座承受的水平 168.046106.09351.2制动力(KN)189.76182.20182.91177.09162605.411504855.9抗推刚度Ki770133.3847092.3459901.7259264.1普通板式橡胶支座计算 (本计算适用于连续梁桥圆形板式橡胶支座的受力验算) 孔径:橡胶支座压力标准值:结构自重引起的支反力:Ke=Ae×Ge/te=Ke=Ae×Ge/te=汽车荷载引起的支反力:跨中挠度f:当地平均最高气温:当地平均最低气温:主梁计算温差:橡胶支座计算 采用板式橡胶支座,其设计按《公预规》8.4条要求进行。 1 选定橡胶支座的平面尺寸 橡胶支座的平面尺寸由橡胶板的抗拉强度和梁端或墩台顶混凝土的局部承压强度来确定。对橡胶板应满足: jjN ab   橡胶支座最大支反力417NkN汽=,NkN自重=907。由ckNR查规范, 选取橡胶支座平面尺寸235401400abcm,其中橡胶支座形状系数8.26S,符合 512S,满足要求,钢板厚度为0.4cm,中间层橡胶片厚度1.1cmt。 橡胶板的平均容许压应力为10MPaj,橡胶支座的剪变弹性模量 1.2MPaeG(寒冷地区),橡胶支座的抗压弹性模量eE为: 225.45.41.28.48465.98MPaeeEGs 故21324 0.95kN/cmMPa<10MPa1400 jjNab =9.5,满足要求。 2 确定橡胶支座的厚度 主梁的计算温度取40TC,温度变形由两端的橡胶支座均摊,则每一个橡胶支座承受的水平位移l为: 511 1040(190040)0.194cm44 lTl

计算汽车荷载制动力引起的水平位移,首先必须确定作用在每一个橡胶支座上的制动力tH。对于成桥后最大计算跨径20m 桥梁,205 180(360180)236505 kN ,汽车荷载制动力按《桥规》4.3.6条,汽车荷载制动力按《桥规》,由于所设计桥梁为四车道则为一车道上总重力的10%的2倍 ,一车道上的总重力为: 10.519236435.5kN,435.510%287.1kN 又规范要求不小于165kN,取制动力为165kN。5根梁共20个橡胶支座,每橡胶支座承受的水平力tH为: 165 8.2520 THkN  按《公预规》8.4条要求,橡胶层总厚度t应满足: 不计汽车制动力时:20.388cmelt 计汽车制动力时:1.430.277cmelt或/(0.7)2T elHtGab  即:3 8.25100.194/(0.7)0.287cm21.2350400 et 0.20.24008cmeta 选用五层钢板、六层橡胶片组成橡胶支座。上下层橡胶片厚度为0.25cm,中间层厚度为1.1cm,则: 橡胶片的总厚度为:41.120.254.9etcm 橡胶支座总厚度:50.46.9cmeht。 3 验算橡胶支座的偏转 橡胶支座的平均压缩变形为: 42 3 13240.049/()9.910m9.910cm0.40.35465.9810 eeNtabE 按规范要求应满足0.07et,即 229.910cm0.074.934.310cm,满足要求。 梁端转角为:设恒载时主梁处于水平状态,已知公路—I级荷载作用下梁端转角为: 316162.98 5.0210551900 fradl

验算偏转情况应满足: 232,35 9.9105.02108.7810cm22 cma符合规范要求。 4 验算橡胶支座的稳定性 按《公预规》8.4.3条规定,按下式验算橡胶支座抗滑稳定性: 计入汽车制动力时: 1.4l CKeg bke RGAFt 不计入汽车制动力时: 1.4l gKeg e RGAt 式中:GkR——在结构重力作用下的橡胶支座反力标准值; eG——橡胶支座的剪切模量,取1.2MPaeG; bkF——由汽车荷载引起的制动力标准值,取8.25kNbkF; u——橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数,取0.3; ckR——结构自重标准值和0.5倍汽车荷载标准值(计入冲击系数) 引起的橡胶支座反力; gA——橡胶支座平面毛面积,240351400cmgA。 由规范查得 1326ckRkN,392GkRkN 计入汽车制动力时: 0.1941.41.40.1214008.2517.562kN4.9 leg bkeGAFt 0.31326397.8kNckR

不计入汽车制动力时: 0.194 0.3392117.6kN1.41.40.1214009.3124.9 lGkeg eRGAkNt均满足规范要求,橡胶支座不会发生相对滑动。 位移Δg为: 0.916cm 2、则4号墩每一橡胶支座的制动力为HT=9.3KN 3、确定橡胶片总厚度te≥2Δg=1.832cm(不计汽车制动力) te≥Δg/(0.7-Fbk/2/Ge/橡胶支座面积)=1.4cm《桥规》的其他规定: te≤0.2d=6cm所选用的橡胶支座橡胶层总厚度te=3.7cm 2Δg=1.832cm合格0.2d=6cm 四、验算橡胶支座的偏转情况: 1、计算橡胶支座的平均压缩变形为:δc,m=Rck×te/面积/Ea+Rck×te/面积/Eb δc,m=0.06226541cm 按照《桥规》规定,尚应满足δ≤0.07te,即: 0.06226541≤0.07te=0.259合格

2、计算梁端转角θ: 由关系式f=5gl4/(384EI)及θ=gl3/(24EI)可得:θ=(5l/16)*(gl3/24EI)*16/(5l)=16f/5l 1.96cm 则θ=0.003136rad 3、验算偏转情况:δc,m≥aθ/2 即0.06226541≥0.04704合格 验算橡胶支座的抗滑稳定性: 1、计算温度变化引起的水平力:Ht=面积×Ge×(Δg/te) Ht=17.5KN 2、验算橡胶支座滑动稳定性: υ×Rck=83.5KN1.4Ht+Fbk=33.8KN则合格 以及υ×NG=37.6KN1.4Ht=24.5KN则合格