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莆田板式橡膠支座計算示例
板式橡膠支座計算示例某橋為五梁式雙車道簡支梁橋，標準跨徑L=20m，計算跨徑l=19.5 m，荷載為汽車-15級，掛車-80，梁肋寬0.18m，RD=160KN，Rpmax=155.6KN,Rpmin=63KN,汽車-15級時梁的跨中擾度f=17.4mm，主梁的計算溫差Δt=35ºC,試按兩端等厚度設(shè)計板式橡膠支座。
(1) 確定支座平面尺寸
選用定型設(shè)計的橡膠支座，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)力驗算：
σ===8.77 Mpa<[σ]=10 Mpa
(2) 驗算支座的厚度
主梁的計算溫差為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梁的車隊重343.2KN，制動力為343.2×0.1=34.3KN。
汽車-15級重車196.1KN，制動力為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，故支座不會脫空。
(4) 驗算抗滑性能
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：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，故支座不會滑脫。
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