预制小箱梁板式橡胶支座布置方案分析.pdf

铁道建筑
Railway Engineering
May,2014
文章编号:1003-1995(2014)05-0044-03
预制小箱梁板式橡胶支座布置方案分析
吴玉财',张勇2
(1.广东省高速公路有限公司,广东广州510100;2.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081)
摘要:预制小箱梁在公路桥梁设计中被广泛采用,以往设计中小箱梁一般采用四支座布置方囊,由于施
工误差的存在,正常运营期间支座容易出现局部脱空和滑移的现象。本文以户广东黄岗至花山高速公路
预制小箱梁支座布置方案为依托,对小箱梁两支座和三支座布置方案进行了对比分析,提出了两支座布
置方案更具有优势,并就该布置方案对结构的影响进行了分析。
关键词:预制小箱梁板式橡胶支座布置方案
中图分类号:U442.5;U443.36文献标识码:ADO:10.3969/j.iss.1003-1995.2014.05.13
预制小箱梁是公路桥梁设计中被广泛采用的结构于多片式预制小箱梁而言,各片梁采用三支座布置方
形式,以往设计中单片梁一般采用四支座的布置方案,案时应错开布置,即一端单支座和双支座间隔布置,另
即在梁的每端设两个支座。根据在役桥梁的病害调査一端双支座和单支座间隔布置,支座布置方案如图1
结果,由于施工误差的存在,四支座布置方案会不可避所示。
免地引起支座出现局部脱空病害,部分桥梁甚至出现
整体脱空及滑移病害,使小箱梁呈现“三条腿”的支承
状态,导致小箱梁的受力状态偏离原设计,严重时支承
状态的改变将引发小箱梁产生结构性病害。目前预制
小箱梁四支座布置方案引起的支座病害呈现逐年增多
(a)端
的趋勢,已成为该类结构的常见病害和多发病害。通
过优化支座布置方案以解决此类结构的支座病害,是
目前设计人员广泛关注的技术问题
本文以广东省交通科技项目《新建高速公路桥梁
(b)另一端
支座配套技术研究》(2010-02-019)为依托,开展预制
小箱梁支座布置方案研究,提出了相应的工程对策,以
图1三支座布置方案示意
消除以往支座布置方式引起的支座病害,使结构的支
承状态及受力状态符合设计要求。
方案二:两支座布置方案。
采用两支座布置方案时,预制小箱梁每端均采用
支座布置方案选择
一个支座,支座布置方案如图2所示。
1.1支座布置方案
对于小箱梁而言,以下两种支座布置方案是可供
选择的。
方案一:三支座布置方案。
采用三支座布置方案时,预制小箱粱一端采用两
图2两支座布置方案示意
个支座,另一端采用一个支座,理论上三个支承点可以
确定一个支承面,确保支座与梁体底面接触密实。对
1.2支座布置方案比选
针对上述两种支座布置方案,进行小箱梁与横隔
收稿日期:2013-12-09;修回日期:2014-01-15
梁受力影响分析。横隔梁关键截面应力影响线计算结
基金项目:广东省交通科技项目(2010-02-019)
作者筒介;吴玉财(1974-),男,广东普宁人,高级工程师。
果表明,边梁内腹板与横隔梁相交截面及横隔梁中间
2014年第5期
吴玉财等:预制小箱梁板式橡胶支座布置方案分析
截面对支座布置方案不敏感,两种支座布置方案横向片式预制小箱梁采用两支座布置方案较三支座布置方
应力影响线差别不大;但端横梁与中间小箱梁腹板相案更具有优势。
交截面横向应力影响线因支座布置方案不同有所不
同,从总的规律来看,单支座布置方案较二支座布置方2影响分析
案对端横梁受力更有利,然而单支座布置方案将加大
预制小箱梁采用两支座布置方案时对结构的影响
支座规格型号。
分析包括两个方面,一方面为对结构受力的影响,另
由于三支座方案需要采用不同规格型号支座,因方面为对结构构造的影响。
此同一支承端支座的剪切刚度将有所不同,这样势必2.1结构受力影响
导致各支座承担的水平力会有所差异,难以发挥多片
以25m小箱梁为例,与四支座布置方案对比,分
式梁采用板式橡胶支座时反力分散系统的优势;此外,析两支座布置方案对结构的影响,其两者布置方案的
由于支座规格型号的不同,预制梁底调平块和支承垫计算模型如图3所示。计算时分别在小箱梁跨中和端
石的平面尺寸及高度随着支座型号的不同而变化,这横梁处作用100kN可横向移动的竖向荷载,考察小箱
样势必加大施工难度和管理难度,增大支座安装时出梁在两种不同支座布置方案下跨中截面弯矩分配、梁
现错误的概率。
体扭矩及支点剪力分配的差异,分析小箱梁采用两支
综上所述,从横隔梁受力及施工可操作性来看,多座方案后结构受力的变化情况。
(a)两支座
(b)四支座
图3两支座及四支座布置方案计算模型
1)跨中截面弯矩
24.94/4=623.5kN?m。两种支座布置方案下小箱梁
对于简支梁而言,当跨中截面作用集中力p为跨中截面计算弯矩分配情况分别如表1和表2
100kN时,跨中截面产生的弯矩为pL/4=100×所示。
表1两支座方案跨中截面弯矩分配
KN. m
矩
合计
位置
第'梁M1第2”'梁M2第3梁
第4“梁M第5“梁M,
第1”梁跨中
140.24
19.14
603.1
第2”梁跨中
139.95
265.74
108.69
55.78
第3梁跨中
108.56
252.58
108.56
66.85
603.40
第4'梁跨中
33.19
55.7
265.74
139.95
603.35
第5”梁跨中
33,05
140.24
344.02
603.17
表2四支座方案跨中載面弯矩分配
弯
矩
位置
合计
第'梁M,第2”梁M2第3梁M,第4“梁M第5”梁M
第1“梁跨中
338.05
68.39
35.55
603.21
第2'梁跨中
139.18
263.88
107,90
56.83
35.59
603.38
第3”梁跨中
107.89
603
第4“梁跨中
56.83
603.38
第5“梁跨中
21.98
35.55
68.39
139,24
338.05
603.21