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GYZ700*120板式桥梁橡胶支座的主要功能

GYZ700*120板式桥梁橡胶支座

GYZ700*120板式橡胶支座的主要功能就是将桥梁上部结构的反力可靠地传递给墩台,并同时能适应梁部结构的变形( 位移和转角)。根据这些性能要求,就要不论是公路板式橡胶支座还是圆形球冠板式橡胶支座在垂直方向应具 有足够的刚度,从而保证在最大竖向荷载作用下橡胶支座产生较小的压缩变形,一般要求橡胶支座的最大压 缩变形不得超过橡胶厚度的15%。橡胶支座在水千方向则应具有—定柔性,以适应车辆制动力、温度、混凝 土收缩利徐变及活载作用下梁体的水平位移。同时,橡胶支座的厚度要能适应梁体转角的需要。鉴于有限元 数值分析的重点在坡梁作用下GYZ700*120板式橡胶支座的性能,对此橡胶支座几何形状和加载工况都具有对称性,所以建立1 /2橡胶支座模型进行分析。

橡胶支座内的钢板,用八节点块单元模拟,其材料的应力一应变本构关系采用经典的双线性描述,其线弹性 段的弹性模量取为200 GPa,泊松比为0.3,屈服应力为300 MPa。 GYZ700*120板式橡胶支座内的橡胶确定为超弹性材料(有限 元程序中假定超弹性材料为各向同性、不可压缩或几乎不可压缩),其应力一应变本构关系可由橡胶材料的试 验数据(如单轴拉压试验、双轴拉压试验和剪切试验数据)并通过Mooney-Rivlin常数定义材料的应变能密度而 加以拟合确定,拟合曲线与真实值间的精度决定于参数的多少。混凝土结构材料应符合下列规定: 1)混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区,不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其它各类构件不应低于C20;

2)抗震等级为一、二级的框架结构,其纵向受力钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3;且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。

GYZ700*120板式橡胶支座的钢结构的钢材应符合下列规定: 1)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85; 2)钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%; 3)钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 为揭示橡胶支座在坡梁作用下的变形历程,以及橡胶支座顶、底面的承压分布状况,必须考虑橡胶支座与梁 底、墩顶间的接触问题,这是类似构件数值分析的重点和难点。接触问题是一种高度非线性行为,需要较多的计算机资源和反复的迭代试算过程。本文采用刚体一柔体接触类型,面一面接触方式。由覆盖在FEA模型接 触面之上的一层表面单元构成接触单元(CONTA173),与“目标”面(TARGE170)形成接触对,接触对之间的接 触刚度对问题分析的收敛性有影响。另外,分析中假定“目标”面与“接触”面一旦接触就为粗糙接触,即 两面间模拟为无滑动的、表面相当粗糙的摩擦接触问题。目标面的几何位置根据2 和4 的坡度确定。 考虑到实际情况,橡胶支座的内部橡胶和内部钢板之间,无论在制作过程中,还是在实际使用中,都是始终 紧密的约束在一起的。并且试验结果也验证了橡胶支座内部的钢板与橡胶间较少产生剥离现象。故为了简化 FEA模型,合并橡胶支座内部橡胶和钢板之间的节点。 总体上,为得出组成球冠圆GYZ700*120板式橡胶支座的不同部分对橡胶支座性能的影响,选用了A一1和B一1的橡胶支座 类型共建立了3组不同的模型,即,在不同坡度下(2 、4 )的普通圆板式橡胶支座模型、不带底橡胶圈的球冠 圆板式橡胶支座和有底橡胶圈的球冠圆板式橡胶支座。图2为2 坡度对应的3个计算模型。