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板式橡胶支座设计计算
①确定承压面积:Ae= Rck/σe;式中,Ae为加劲钢板的承压面积;Rck为支座压力,汽车何载应计入冲击系数。
②确定支座厚度。当板式橡胶支座因温度变化等因素在支座处产生纵向水平位移,支座橡胶层;不计制动力,应满足:te ≥ 2△l ;计制动力,应满足:te ≥1.43△l ;当板式橡胶支座在横桥向平行于墩台帽横坡或盖梁横披设计时,支座橡胶层;不计制动力,应满足: te≥2 (△l2+△t2);计制动力,应满足: te ≥1.43 (△l2+△t2)。
式中te为支座橡胶层总厚度,公路规范要求其不能大大于支座短边长度的0.2;△l为由上部结构温度变化、混凝土收缩和徐变等作用引起的剪切变形和纵向力(当计入制动力包括制动力)产生的支座剪切变形,以及支座直接设置于不大于百分之1纵坡的梁底面下,在支座顶面由支座承压力顺纵坡方向分力产生的剪切变形;△t为支座在横桥向平行于不大于百分之2的墩台帽横坡或盖梁横坡上设置,由支座承压力平行于横坡方向分力产生的剪切变形。
③确定竖向平均压缩变形。板式橡胶支座主梁受荷载挠曲等因素的影响,表面将产生不均匀压缩变形,则其平均压缩变形。
δ E+m=RCK te/ teEe + RCK te/ teEb
根据下式计算:δ E+m=Nmax te/EA
式中δ E+m为支座竖向平均压缩变形;Nmax 为支座的设计范例弹模;E为橡胶支座的弹性模量,其值与支座的形状系数有关。
④确定加劲钢板:ts= Kp RCK(tes,u+tes,l)/Ae σs
式中ts为支座加劲钢板厚度;Kp为应力校正系数,取1.3;tes,u、tes,l为一块加劲钢板上、下橡胶层厚度;σs为加劲钢板轴向拉应里限值。
橡胶桥梁支座抗滑稳定性计算
橡胶支座一般直接设置在墩台和梁底之间,在其受到梁体传来的水平力后,则支座与下面的垫石及上面的梁底间要有足够大的摩擦力,以保证支座不滑走,即:
无活载作用时,应满足:µRGK ≥1.4GeAg △t/te
有活载作用时,应满足:µRCK ≥1.4 GeAg △t/te+ Fbk
式中,µ为摩擦系数,橡胶支座与砼表面的摩阻系数取0.3,与钢板的摩阻系数取0.2;RGK为由结构自重引起的支座反力;RCK为由结构自重和汽车活载(计入冲击系数)引起的支座反力;GeAg △t/te为温度变化等因素因为支座剪切变形时的相应水平力;Fbk为由活载引起的制动力分在一个支座上的水平力; Ag为支座平面毛面积。
就抗滑而言,橡胶支座与砼表面的摩阻系数大于它与钢板间的摩阻系数,则橡胶支座不设钢板,其抗滑稳定性会更好;就局部抗压而言,梁体混凝土的强度大于橡胶支座的容许抗压强度,无须再在垫石或梁底面埋设钢板。