弧形支座更换橡胶支座的设计方案.pdf

第42卷第6期
铁道技术监督
研究与交流
RALL WAY QUAL ITY(NTROI
ST'UDY AND COMMUNICATIONS
弧形支座更換橡胶支座的设计方案
安旭l
(北京铁路大修工程勘测设计所,北京100071)
摘要:弧形支座上摆螺栓折断已成为既有线小跨度钢筋混凝土梁的一种突出病害。介绍弧形支座产
生病害后,更换橡胶支座的一种整体设计思路,对橡胶支座的选择以及设计的其他环节进行详细地介绍。
关键词:弧形支座;橡胶支座;设计方法
中图分类号:U270.1-65文献标识码:B文章编号:1006-9178(2014)06-0039-03
Abstract The breakage of bolts of upper hem in are bearing has become a prominent defect of small-span reinforce
concrete beam in existing railways. This paper introduces an overall design concept of replacing the arc bearing with
rubber bearing after the defect happens, and also introduces the selection of rubber bearing and other procedures of the
design in detail
Keywords Arc Bearing; Rubber Bearing; Design Method
1概述
近年来,随着铁路既有线提速及货运重载化发
展,铁路的平均运行速度、运输能力和运量得到大
幅提高。与此同时,铁路运营线上的钢筋混凝土梁
承受了更大的动荷载,随之出现了不容忽视的病害。
在跨度20m及以下梁的病害中,小弧形支座上座板
(a)螺栓部分折断
(b〕螺栓全部折断
锚螺栓折断病害尤其突出,大大危害到铁路的运营安
图1弧形支座上摆螺栓折断病害
全。以往消除此类病害通常可采用粘钢板法、固定上
摆法及更换橡胶支座法等。参考TB/T1893-2006《铁
既有梁体
螺杆
路桥梁板式橡胶支座技术条件》,提出通过更换橡胶
U型钢板
支座整治的弧形支座上摆螺栓折断病害的具体方案。
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2总体设计思路
橡胶支座
钢墊块
常见的弧形支座上摆螺栓折断情况,如图1所
既有支座铺栓
根据常见的弧形支座上摆螺栓折断的具体情况
单位:m
提出,去掉既有弧形支座的上、下摆,并分别用U
型钢板和钢垫块代替,U型钢板锚固在梁体的腹板
图2更换橡胶支座的形式
上,钢垫板锚固在墩台上,支座采用平板橡胶支座。
3橡胶支座的设计方案
更换的橡胶支座形式,如图2所示。
收稿日期:2013-12-03
以京承线3°桥为例,该桥采用定型图号为大
作者简介:安旭刚,工程师
(116),单孔跨度L为16m,每孔梁长为16.5m,有
2014年6月(总第332期)
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研究与交流
弧形支座更换橡胶攴座的设计方案
8个支座,梁重为110.7t
加载如图3所示。
3.1荷载计算及支座的选择
3x1.6m0.8n
10.9m
3..1恒载计算
考虑的梁自重和每孔梁的道碴、线路设备及相
应附属物计算每孔梁的恒载,每孔梁的附属物重量
按照50kNm考虑,则每孔梁的恒载N,为
N1=110.7x9.8+50×165=190986(kN),支
座恒载反力NM2为
0.25
N2=1909.868=238.73(kN)o
3.1.2活载计算
图3JQS荷載加載
采用JQS活载的单孔重载布置形式,JQS荷载
按照图3,计算支座活载反力Q为
280×(16.25+14.65+13.05+11.45)+90×10.9×(10.9/2-0.25)
た322.08(kN)
16X4
根据《铁路桥涵设计基本规范》式4.35-3,得的橡胶层剪切变形值ΔLr为
到冲击系数为1.26。
支座最大承压力N为
△L=
e26.26×10×ho=0.177h≤
Tho
9×104×1.65
32.08x1.26+238.73≈64.5(kN),
在无活载时,支座的承压力最小,最小承压力んメの=025ho
Mm,=NM2=23873kN。
上式中,小为剪切变形允许角
3.1.3橡胶支座选择
3.2.2允许最大剪切变形
橡胶支座面积A要满足以下条件.
橡胶支座的允许最大剪切变形受到以下因素的
(1)无车时,支座承受的应力a,要满足影响
A?2MPa,则A<238,7
(1)梁的扰度引起梁端收缩值△L.=2h
10000
2×1000
114×11250=0.912(cm)b
1194(cm2)
上式中,h为06倍梁高(190cm),即114cm;
(2)有车时,支座承受的应力0,要满足
0=3,2,根据TmB100-205,铁路桥涵设计
,=Nm<8MPa,则A>64455
ー×10000
L
8×1000
基本规范》,取∫=800L,则求得=1/250。
806(cm2)
(2)由于温度改变引起梁端变形值△L
橡胶支座由4层8mm厚的胶层、2层2.5m±△t?a?L=±0.48(cm)
的胶层、5层2mm的钢板交叠而成。因此,橡胶支上式中,假设环境温度为-20℃-40℃,取平均温
座的胶层胶层厚度为8×4+2.5x2=37(mm),度为10℃时架梁,则△t=±30°C;a为线膨胀系
支座总厚度为47m。选择的橡胶支座尺寸为数,0.00010
300mnx300mm×47mm,表面积A为900cm2,满
考虑最不利组合,当温度升高,梁体活载作用
足要求。无车时橡胶支座承受的应力σ为25MPa,时,梁体最大伸长值为0912+0.48=1392(cm);
有车时橡胶支座承受的应力a,为7.16MPa
当温度降低,梁体无活载时,梁体最大缩短值为
3.2厚度检算
-0.48cm。该项位移由两端支座共同承受,即每
3.2.1根据JQS荷载产生的剪切变形
端支座的位移为的△L=1.392/2
按照JS荷载加载情况,每个橡胶支座的制动△Lっ=-0482=-024(cm验算得到每个支
力T=0.1×(280×4+90×10.9)R≈26.26(kN)。座的允许最大剪切变形均小于0.7,满足要求。
剪切模量G为1.1MPa时,考虑快速加载剪切模量
当△L=0.696cm时,(△L+△L)h。=
'为1.5C,即1.65MPa。则快速加载时橡胶支座(0.696+01770)h,=036507