唐山板式橡胶支座计算示例

　　某桥为五梁式双车道简支梁桥，标准跨径L=20m，计算跨径l=19.5 m，荷载为汽车-15级，挂车-80，梁肋宽0.18m，RD=160KN，Rpmax=155.6KN,Rpmin=63KN,汽车-15级时梁的跨中扰度f=17.4mm，主梁的计算温差Δt=35ºC,试按两端等厚度设计板式橡胶支座。

(1) 确定支座平面尺寸

　　选用定型设计的橡胶支座，初拟顺桥向长a=200mm，横桥向宽b=180mm,使支座与梁助等宽，在五根主梁每梁端设置一个橡胶支座。支座厚度初拟选用28mm，其中有四层钢板和五层橡胶片，上下表层橡胶片厚2.5mm，中间各层厚5mm，加劲钢板每层厚2mm，则：Σt=2×2.5+3×5=20mm

　　支座的平面形状系数;

　　S = ==9.5>8

　　取用橡胶支座的平均许压应力[σ]=10Mpa

　　橡胶支座的应力验算：

　　σ===8.77 Mpa<[σ]=10 Mpa

　　(2) 验算支座的厚度

　　主梁的计算温差为35ºC，伸缩变形为两端支座均摊，则每一支座的水平位移;

　　ΔD= α·Δt·l = ×10-5×35×20×103=3.5mm

　　20m梁的车队重343.2KN，制动力为343.2×0.1=34.3KN。

　　汽车-15级重车196.1KN，制动力为196.1×0.3=58.8KN。

　　由重车控制，每一支座承受的水平力：HT ==5.88KN

　　橡胶支座的弹性模量：

　　E=(530S-418) =(530×9.5-418)· =461.7MPa

　　则由活载制动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根据《公路桥梁设计规范要求》，Σt≤0.2a=0.2×200=40mm，满足要求。故：采用支座总厚h=Σt+h钢板=20+4×2=28mm

　　(3) 验算支座偏转

　　平均压缩变形：ΔS=== 0.38mm

　　应满足ΔS≤0.05Σt=0.05×20=1mm，满足要求。

　　梁的挠度与梁端转角的关系：

　　∵f= •=•=•θ∴θ=·f

　　设恒载作用下，梁端转角θ=0，汽车-15级的f中=17.4mm，则：

　　θ= = 0.00285rad

　　ΔS2=ΔS -θ·a=0.38 - ×0.00285×200

　　=0.95mm>0 满足要求，故支座不会脱空。

　　(4) 验算抗滑性能

　　在无活载情况下：已知：µ=0.3，RD=160KN µRD≥1.4GA

　　0.3×160×103≥1.4×1.1×200×18

　　48KN>12.94KN满足要求。

　　活载在桥上时：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满足要求，故支座不会滑脱。