板式橡膠支座新型構(gòu)造

1、板式橡膠支座新型構(gòu)造: This article describes the improved shear modulus can increase the profiled rubber bearing, and puts forward a new bearing. Changing stiffened plate structure, can change the rubber sheets in force in the bearing characteristics, shear it into a single combination of pressure and shear s

2、tress, and improve bearing horizontal shear modulus, thereby enhancing the laminated rubber support block anti-sliding performance.0 引言列車的提速, 對橋梁支座的要求越來越高。 列車高速地行駛,不僅在起步時產(chǎn)生較大的前進沖擊力 , 對橋梁支座的回彈變形能 力是個很大的挑戰(zhàn) ; 而且在勻速行駛時, 支座的橫向抗剪彈性模量亟需提高。現(xiàn)有板式橡膠支座橫向抗剪彈性模量普遍過小 , 對梁體在列車, 尤其是機車或重載列車在橫向力作用下發(fā)生水平剪切提供的約束較小 , 致使梁體

3、發(fā)生過大的橫向位移 1 。 橋梁的橫向的位移會影響到行車的安全和橋梁的使用壽命。 在保持現(xiàn)有普通板式橡膠支座平面尺寸下 , 通過改變支座內(nèi)部加勁鋼板的形狀及尺寸 , 加工成異型板以提高支座的橫向抗剪彈性模量是一種很好的辦法 , 但是在評價異型橡膠支座力學(xué)性能方面, 目前我國主要還停留在試驗方法上 ; 而試驗無法得出橡膠支座在受力過程中的傳力性能機理以及支座內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變情況, 從而大大限制了抗橫移板式橡膠支座的進一步研究。近年來, 已有學(xué)者利用有限元法探討過抗橫向板式橡膠支座抗剪彈性模量2 。板式橡膠支座的結(jié)構(gòu)及性能橋梁板式橡膠支座是由多層橡膠片與薄鋼板硫化、 粘合而成 ,它有足夠的豎向鋼度,

4、 能將上部構(gòu)造的反力可靠的傳遞給墩臺 ;有良好的彈性, 以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動, 又有較大的剪切變形能力 , 以滿足上部構(gòu)造的水平位移。在上述的板式橡膠支座表面粘附一層1.5mm- 3mmi的聚四氟乙烯板 , 就能制作成聚四氟乙烯滑板式橡膠支座 （ 如圖 1 所示） 。 它除了具有較好的豎向剛度與彈性變形能力 , 能承受垂直荷載及適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動外, 因聚四氟乙烯板的低摩擦系數(shù), 可使梁端在四氟板表面自由滑動 , 水平位移不受限制 , 特別適宜中、 小荷載 , 大位移量的橋梁使用。板式橡膠支座不僅技術(shù)性能優(yōu)良, 還具有構(gòu)造簡單、價格低廉、無需養(yǎng)護、易于更換緩沖隔震、建筑高度低等特點 , 因而在橋梁界頗受

5、歡迎, 被廣泛使用。三種支座的試驗數(shù)值模擬分析在文獻 3 中 , 新型抗橫移板式橡膠支座采用天然橡膠和 A3鋼制成 , 五種異型支座的平面尺寸與普通板式橡膠支座（ 見圖 2）相同，均為150mm縱向）X300mm（t向），內(nèi)部單層橡膠厚為5mm, 上下保護層橡膠厚2.5mm,四周保護層橡膠厚為5mm橡膠的總厚度為20mm(3 5+2X 2.5)。異型支座(見圖3)和普通支座結(jié)構(gòu)尺寸見表 1, 從表 1 可見 , 通過改變加勁鋼板折起坡度和長度來改變其力學(xué)性能。試樣的實測抗剪彈性模量4 按下列公式計算:G=(1)Y = t(2)式中,G試樣的實測抗剪彈性模量，MPa;T, Y第1.0MPa級試驗

6、荷載下的剪應(yīng)力和累計剪切應(yīng)變值 ,MPa;r , 丫 一一第0.3MPa級試驗荷載下的剪應(yīng)力和累計剪切應(yīng)變值 ,MPa;某級水平荷載下位移傳感器所測得的試樣累計水平變形值 ,mm;t 試樣橡膠層的總厚度,mm。運用式 (2) 便可計算出在1.0 、 0.3 級試驗荷載下的剪應(yīng)變值。 普通支座 (T0), 異型支座 (T1), 新型支座 (T2) 的剪應(yīng)力、 剪應(yīng) 變?nèi)绫?2 所示。由于 T0、 T1 和 T2 三種支座的橡膠片在縱向投影面積相差不大 , 所以三者在縱向的最大水平位移非常接近; 由于異型鋼板的作用,T1和T2在橫向的最大水平位移大大小于T0,不到T0的1/2 。利用有限元法計算得

7、出數(shù)值模擬值, 并與文獻 1 中三種支座的試驗值進行比較, 見表3 所示 :從上表可以看出 : 板式橡膠支座抗剪彈性模量數(shù)值分析結(jié)果與試驗值吻合良好。 T1 和 T2 的縱向抗剪彈性模量B 與 T0 的相差不大 , 說明異型支座的結(jié)構(gòu)形式對支座縱向抗剪彈性模量很小 ;T1 的橫向抗剪彈性模量A 是 T0 的兩倍多 , 而 T2 的橫向抗剪彈性模量A又是T1的1.5倍之多,說明異型支座、新型支座的橫向抗剪彈性模量與普通支座相比均有了明顯地提高 , 而且新型支座在三者之間明顯有其優(yōu)越性 , 這正是我們所需要。3 結(jié)論及展望針對上述三種支座, 得出以下結(jié)論:合理改變普通板式橡膠支座加勁鋼板的結(jié)構(gòu)形式 （ 加勁鋼板的坡度、折起長度）, 可以增加其橫向剛度, 從而提高支座的抗橫移性能 , 增加橋梁的整體剛度。現(xiàn)從加工工藝、受力情況、使用性能三個方面對圖 3 、圖 4兩種不同的加勁鋼板形式進行比較:圖 3 的鋼板轉(zhuǎn)折處相對圖 4來說較多 , 加工起來不甚方便,而圖 4 所示鋼板可直接在有一定弧度的彎折器（ 由一定半徑的圓柱混凝土體構(gòu)成） 上解決。圖 3 的鋼板在轉(zhuǎn)折處會出現(xiàn)應(yīng)力集中等不利影響 , 而圖 4的鋼板