公路橋梁板式橡膠支座設計及計算

席　寧（蘇交科集團股份有限公司，江蘇　南京　210017）

公路橋梁板式橡膠支座設計及計算

席寧
（蘇交科集團股份有限公司，江蘇南京210017）

本文從工程實際設計出發，論述了公路橋梁板式橡膠支座形狀、性能標準及計算方法，并對支座選型注意事項進行了歸納，以供參考。

公路橋梁；橡膠支座；選型設計；計算方法

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整受力中心的位置，逐漸將力擴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點，主要表現在其結構簡單，用鋼量少，建筑高度低，安裝、更換方便，有較長的使用期限；能適應寬橋、曲線橋、斜橋等上部結構在各方面的變形。在彎、斜橋的使用中優點突出。

2　公路橋梁板式橡膠支座設計

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計來說，支座應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支座技術的要求。按規定在設計支座時的參數、設計要求及驗算方法應按照JTG D62有規定去執行。而在性能方面要滿足以下要求，見表1。

2.3 橡膠的性能標準。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 支座抗壓彈性的計算。

一般地，我們把支座抗壓彈性的計算用下面的公式表達：

E=5.4G·S2

而上面所說的所謂的矩形支座它的計算公式這樣表達：

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： S=d0/4t1

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

2.5 支座承載力的取值。一般地在實際應用中，我們要對選用的板式橡膠支座進行最大承載力與橋梁支點反力的設計取值。我們知道支座承載力越大，它的平面面積也就越大，相應的剪切變形強度也越大。如果是橡膠支座出現了足夠大時，那么這個支座就會與梁體間形成滑移現象，導致抗滑穩定性破壞。

所以，為了滿足橋規相關驗算的實際要求，支座壓應力在限值范圍內宜取高，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，一個是設計荷載出現的機率總是很小，大量時間支座的承壓力大有富余，二個是設計部門給出的支座承壓力有富余，第三個是實際中幾乎沒有被“壓壞”的橡膠支座。所以這樣來看合理確定支座承載力取值，不圖省事憑經驗保守取值，不僅能節約支座購置費用，還能減小墩臺水平力，節約下部結構建設成本，經濟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術論文集（2006）[C]，2006.

表1

內 容　指 標極限抗壓強度RU（MPa）　≥70實際測的抗壓彈性模量E1（MPa）　E±G×20%實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%實測四氟板與不銹鋼板表面摩擦系數μf　≤0.03

U443.36

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