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GJZ、GYZ板式橡胶支座是中小型桥梁,人行桥的首选

GJZ、GYZ板式橡胶支座是中小型桥梁,人行桥的首选,GYZ板式橡胶支座的主要作用是将桥跨结构上的恒载与活载反力传递到桥梁的墩台上,同时保证桥跨结构所要求的位移与转动,以便使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。根据以上要求,板式橡胶支座应设计成在垂直方向具有足够的刚度,从而保证在最大竖向荷载作用下,支座产生较小的变形;在水平方向则应具有一定的柔性,以适应梁体由于制动力、温度、混凝土的收缩、徐变及其它荷载作用引起的水平位移;

GYZ板式橡胶支座还应适应梁端的转动。在进行桥梁支座受力分析时,首先必须计算每个支座上所承受的竖向力和水平力,根据这些外力来选定支座的尺寸并进行强度和稳定性验算。 2 板式橡胶支座构造特点 板式橡胶支座通常由若干层橡胶片与钢板(以 钢板作为刚性加劲物)组合而成。各层橡胶与其上下钢板经加压硫化牢固粘接成为一体。 这种支座在竖向荷载作用下,嵌入橡胶片之间的钢板将限制橡胶的侧向变形,垂直变形则相应减少,从而可以大大提高支座的竖向刚度(抗压刚度)。此时,支座的竖向总变形即为各层橡胶片变形的总和。橡胶片之间嵌入的钢板在阻止胶层侧向膨胀的同时,对支座的抗剪刚度几乎没有什么影响。支座在水平力作用下,加劲橡胶支座所产生的水平位移取决于橡胶片的净厚。为了防止加劲钢板的锈蚀,板式橡胶支座上下面及四周均有橡胶保护。

GYZ 300*66板式橡胶支座应满如下条件

GYZ 300*66板式橡胶支座橡胶层总厚度σ1 (1)从满足剪切变形考虑,应符合下列条件: 不计制动力时 σ1≥2ΔL计入制动力时 σ1≥1.43 ΔLΔL—由上部结构温度变化、混凝土收缩和徐变、桥面纵坡及制动力产生的最大位移量; (2)从保证受压稳定考虑,应符合下列条件: ①矩形支座:(la/10)≤σ1≤(la/5)②圆形支座:(d/10)≤σ1≤(d/5)式中:la—矩形支座短边尺寸;d—圆形支座直径。3.2 支座形状系数S:5≤S≤124 板式橡胶支座的设计计算及选定方法4.1 设计条件 (1)结构型式:25m装配式预应力混凝土简支空 心板 (2)温度变化:-25℃~+35℃(使用地区的最 低和最高温度) (3)混凝土徐变系数<t: 由于Ahμ=2×6274483.4 =26.0cm 式中:Ah—构件混凝土截面面积为6274cm2;μ—与大气接触的截面周边长度483.4cm. 且相对湿度为75%,受荷时混凝土龄期7~60d,查表得:<t=2.16 (4)混凝土线膨胀系数αt=0.00001 (5)混凝土干燥收缩折减系数(考虑预制后两个 月安装)β=0.5 (6)一根主梁预应力钢束总压力Py: 主梁钢束采用17<j15.24(7<5),张拉控制应力为1395Mpa,截面积为140mm2,则一根主梁预应力钢束总压力: Py=17×(140×10-6m2)×(1395×106N/m2) =3320100N=3320.1kN (7)跨中截面面积:Ah=6274cm2)主梁最大支点反力:Nmax=347.5kN (9)主梁恒载支点反力:Nmin=162.5kN(10)桥面纵坡:i=0.41%(11)每片主梁的汽车制动力T(汽车荷载采用:汽车—超20级): 汽车制动力取一辆重车的30%,即 T=(550kN×30%)/10=16.5kN(全幅桥为10片梁) 4.2 支座最大位移量计算 (1)温度变化产生的位移量: Δt=-Δt×αt×l =+35(-25)×0.00001×25000=+8.75mm(-6.25mm) (2)混凝土干燥收缩产生的位移量(按降温20℃计算): Δla=-Δt×αt×l× β=-20×0.00001×25000×0.5=-2.5mm (3)混凝土徐变产生的位移量: 50号混凝土弹性模量Eh=3.5×104Mpa Δlc=- PyAh×Eh ×<t×β×l =-3320.1 6274×3500×2.16×0.5×2500==4. 08mm(4)由温度、混凝土干燥收缩、混凝土徐变产生 的位移量合计: Δl=Δlt+Δla+Δlc=8.75+2.5+4.08=15.33mm 4.3 橡胶支座尺寸选择:以GJZ—矩形板式橡胶支座为例 (1)计算支座中单层橡胶片厚度δ1及支座平面尺寸选择: 由不计汽车制动力时的最大位移Δl=15.33mm,最大支点反力Nmax=347.5kN,查《GJZ系列GYZ 300*66板式橡胶支座主要规格参数表》,选用平面尺寸为la×lb=200×250mm,支座形状系数S=11.11。 根据S= la×lb 2×(la+lb)×δ1 得:δ1= la×lb 2×(la+lb)×S = 200×250 2×(200+250)×11.11=5mm 表1GJZ—矩形板式系列橡胶支座主要规格参数表 支座平面尺寸 la×lb(mm) 支座承载力 N(kN) 支座形状系数 S 支座允许转角正切值 tg θ支座抗滑 最小承载力 (KN) 与混凝土接触与钢板接触 GJZ支座 支座总厚度 δ (mm)不计汽车制动力时的最大位移量Δl(mm) 计入汽车制动力时的最大位移量Δl(mm)200×250 500 11.11 6.940.00350.0044 0.00530.00610.00700.00710.0098 0.0125 130193 289.03511.516.14214.019.64916.523.15619.026.6279.513.33713.518.947 17.5 24.5   (2)桥面纵坡影响产生的水平位移量: Δli= Nmax×sin<×(Σδ1+5) G×A 式中:①最大支点反力Nmax=347.5kN②<—主梁纵向倾角 由tg<=0.41%=0.0041得sin<=0.0041③Σδ1— 支座中间橡胶层总厚度。由Δl=15.33mm,取用支座总厚度δ=49mm,则中间橡胶取5层,即 Σδ1=5× 5mm=25mm④G—支座抗剪弹性模量,查《GYZ 300*66板式橡胶支座设 计参数表》,得支座容许抗剪弹性模量[G]=1.0Mpa G=[G]+[G]×15%=1.0+1.0×15%=1.15Mpa⑤A—支座面积,A=200×250=5×104mm2因此: Σli= 347500n×0.0041×(25+5)×10-3m1.15×106N/m2×5×10×10-6m2=7.4×10-4m =0.74mm 84辽宁交通科技

汽车制动力产生的水平位移量: ΛLi=T×(Σδ1+5) G×A  式中:汽车制动力T= 16.5kN = 16.5×103N×(25+5)×10-3m1.15×106N/m2×5×104×10-6m2=8.61×10-3m=8.61mm (4)计入汽车制动力时最大位移量ΔL: 主梁两端采用等厚度橡胶支座,按桥规规定制 动力产生的位移可以两端分担,则所选支座承担的总位移量为: Δl=Δl2+Δl1+ΔLi2=15.332+0.74+ 8.612=12.71mm (5)不计汽车制动力时最大位移量ΔL: ΔL=Δ l2+Δli=15.332+0.74=8.41mm (6)GYZ 300*66板式橡胶支座选用GJZ—200×250×49mm①支座承载力Nmax=347.5kN<支座允许承载力500kN; ②支座形状系数S=11.11,满足5≤S≤12要求; ③支座转角正切值tg<=0.0041<允许转角正切值0.0061;④支座最小支点反力Nmin=162.5kN>支座与混凝土接触的抗滑最小承载力130kN; ⑤不计汽车制动力时的最大位移量Δl=8.41mm<允许值16.5mm ⑥计入汽车制动力时的最大位移量ΔL=12.71mm<允许值23.1mm ⑦橡胶支座中橡胶层总厚度Σσ1: 支座总厚度为49mm;钢板6片,每片2mm厚, 则Σσ1=49-6× 2=37mm满足(la/10)≤σ1≤(la/5),即 20≤σ1≤ 40要求。同时不计制动力时σ1≥2ΔL=2×8.41=16.82mm 计入制动力时σ1≥1.43ΔL=1.43×12.71=18.18mm 满足规范要求。 ⑧橡胶支座平均压应力验算: σ=NmaxA=347.5kN200×250mm=6.95Mpa 查《板式橡胶支座设计参数表》得:矩形支座容 许平均压应力[ σ]=10.0Mpa,即σ<[σ],满足平均压应力要求。 ⑨支座抗滑稳定性验算: μ×Rmin≥1.4GA ΔD Σt+T 式中:μ—橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数, 取0.3; Rmin—支点最小反力,Rmin=162.5kN;ΔD—由上部结构温度变化、桥面纵坡等因素引起的支座顶面相对于底面的水平位移。ΔD=Δlt+Δli=8.75+0.74=9.49mm Σt—橡胶支座的橡胶层总厚度。Σt=37mm那么,μRmin=0.3×162.5kN=48.75kN 1.4GA ΔD Σt+T =1.4×1.15×103KN/m2×0.2×0.25m×9.49mm 37mm +16.5kN=37.15kN 即μRmin>1.4GAΔD Σt +T,满足抗滑要求。