橡胶支座的弹性模量

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• 变形机理:(1)不均匀弹性压缩实现转动; (2)剪切变形实现水平位移; (3)无固定和活动支座之分。
• 性能指标:(1)容许应力; (2)弹性模量和剪切模量 (3)容许剪切的正切值。
• 适用范围:支座反力为70-3600kN的公路、城市 桥梁。
优点
该支座有足够的竖向刚度以承受竖向荷载;有良好的弹性 以适应转动;有较大的剪切变形以满足水平位移的释放。优点: 构造简单、结构高度小、加工安装方便、节省钢材、价格低廉、 具有良好的防震性能。此种支座可以实现万向转动和多向位移 释放。
第二节 支座的类型和构造
一、简易支座 采用几层油毛毡或石棉制成,压实后的厚度
不小于1cm,可用于跨径小于10m的板梁桥。 该种支座变形性能较差,容易引起附加的内力。
二、钢支座
1、弧形钢支座
• 适用范围:跨径1020m • 构造特点:由上下垫板所组成,
下垫板顶面切剥成圆柱体。固定 支座需在上垫板上做齿槽(或销 孔),在下垫板上焊以齿板(或 销钉),安装后使齿板嵌入齿槽 (或销钉伸入销孔),以保证上下 垫板之间不发生相对水平位移
2、四氟滑板式橡胶支座
将板式橡胶支座表面粘复一层1.5mm-3mm厚的聚四 氟乙烯板,就能制作成聚四氟乙烯滑板式橡胶支座它除具有 普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形,能承受垂直荷载 及适应梁端转动外, 因四氟乙烯与梁底不锈钢板间的低摩擦 系数(μ≤0.08),可使梁端在四氟板表面自由滑动,可使桥 梁上部构造的水平位移不受限制,特别适宜中、小荷载,大位 移量的桥梁使用。
12x14cm
14x18cm
矩形
15x20cm
竖向支撑反力100~10000kN 材料有氯丁橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶三种
武汉理工大学交通学院
板式橡胶支座的应用情况
板式橡胶支座的安装注意事项
尽可能地保证梁底与垫石顶面平行、平整,使其与橡胶 支座上下面全部密贴,避免偏心受压、脱空、不均匀受力的 现象发生。
第六章 桥梁的支座
第一节 概述
•支座的作用
传递上部结构的各种荷载 适应温度、收缩徐变等因素产生的位移
•按受力特性分为

固定支座
竖向力 水平力
活动支座:竖向力(又分双向和单向)
第六章 桥梁的支座
•支座布置
简支梁桥一般一端采用固定支座, 一端采用活动支座。
连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座. 支座的设置应有利于墩台传递水平力。
橡胶分类(氯丁橡胶、 天然橡胶、三元乙丙橡 胶) 外形尺寸(矩形La*Lb*δ (mm),圆形d*δ(mm)) 形式代号(F4表示四氟滑板支座;不加代 号为普通支座 名称代号(GJZ表示公路桥梁矩形支座;GYZ表示公 路桥梁 圆形支座;TBZ表示铁路桥梁板式支座)
板式橡胶支座
常见矩形板式橡胶支座的平面尺寸:
第二节 支座的类型和构造
支座通常用钢,橡胶等材料来制造主要类型:
简易支座 弧形钢板支座 橡胶支座 板式橡胶支座
盆式橡胶支座
第二节 支座的类型和构造
应根据桥梁结构的跨径、支点反力的大小、梁 体的变形程度等因素来选取支座类型。
中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座 大跨度连续梁桥一般采用盆式橡胶支座 铁路桥采用钢支座
现在可以采用新型坡型板式橡胶支座,坡度1-4%, 根据特殊要求,坡度可做到6-8%。
铅芯橡胶支座
4、桥梁盆式橡胶支座
盆式橡胶支座是钢构件与橡胶组合而成的桥梁支座。 与板式橡胶支座相比具有承载能力大、水平位移量大、 转动灵活等特点,其它优缺点与板式橡胶支座类似。
此种支座可以实现万向转动、不释放位移、单项释 放位移和多项位移释放。适用于支座承载力为1000KN以 上的大跨径桥梁。
支座的橡胶材料以氯丁橡胶为主,也可采用天然橡胶。 氯丁橡胶一般用于最低气温不超过-250C的地区,天然橡胶用 于-300C-400C的地区。
橡胶支座的变形机理
转动变形:利用橡胶的不均匀弹性压缩实现 水平位移:利用橡胶的剪切变形实现
θ
Δ
转动变形
水平位移
显然橡胶支座水平位移和转动变形的大小与支座的厚度有关
三、橡胶支座
1、板式橡胶支座
板式橡胶支座按形状划分有矩形板式、圆形、球冠圆板 式、圆板坡形等几种系列。
由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥 梁橡胶支座产品。
该种类型的桥梁板式支座有足够的竖向刚度以承受垂直 荷载,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台;有良好的弹 性以适应梁端的转动;有较大的剪切变形以满足上部构造的水 平位移。
根据试验分析,橡胶压缩弹性模量E、容许压应力 []和容许剪切角[tgr]的数值,均与支座的形状系数 S有关。形状系数为橡胶支座的承压面积与自由表面 积之比,矩形支座为:
S
ab
2abt
式中: a 顺桥方向橡胶支座的长度; b 横桥方向橡胶支座的宽度; t 中间橡胶层的厚度。
为满足橡胶的容许压应力和使支座能适应梁端转
动的要求,支座的长度a与宽度b之比取决于主梁下
的有效宽度及所需的剪切角 。一般应充分利用有
效宽度b,而尽可能减小a的尺寸,以降低转动阻抗 力矩(它与a5成正比)。根据支座稳定的要求,支
座的总厚度不得大于平面最小尺寸的30%。
形状系数
S
ab
2abt
t
a b
• 构造特点:常用的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝 网作为加劲层以提高支座的竖向承载能力。
缺点
使用寿命短,一般10~15年,上部结构应用期间一般需要多 次更换,更换费用较高且更换过程中影响结构的使用功能;不能 承载过大的竖向荷载,不能释放过大的水平位移;橡胶在提炼、 加工、使用过程中均对环境产生污染,不环保;正常使用过程 中对温度变化比较敏感,过冷或过热支座均无法正常工作。
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板式橡胶支座代号表示方法
3、其它类型板式橡胶支座 桥梁球冠圆板式橡胶支座
制作顶面用纯橡胶制成球形表面(最大4~10mm),使支座传力均匀,改善或 避免支座底面产生偏压、脱空等不良现象。适于纵横坡较大(3%~5%)的 立交桥及高架桥。
坡型板式橡胶支座
以往对梁体纵坡1%~≤3%的桥梁,橡胶支座安装使 用时,在梁底与支座之间安置与桥梁纵坡一致的楔形钢 板(或楔形混凝土垫块),或对梁端底部作相应处理, 以使支座平置,防止垂直反作用力的分力对支座的剪切 作用。
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