橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数采用03
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梁桥墩台的温度力和制动力分配摘要:本文介绍的桥梁墩台温度力和制动力分配,多联的连续梁桥可取任意一联计算,不必考虑和计算相邻联桥墩台的抗推(集成)刚度,也不将力传给相邻联的墩台。
关键字:桥墩台温度力制动力温度力和制动力在桥梁墩台上的分配计算,己有不少文章讨论,且在书已有介绍,这个问题多年来一直困扰着桥梁工作者,没有较简便的计算方法。
本文根据我国近几年桥梁的发展,大量修建连续梁、简支转连续和桥面连续等连续结构,使用橡胶支座,并在桥台上规定设置搭板等,从工作中总结出多联的连续结构桥梁,不考虑邻联墩台的抗推刚度,也不将力传递给邻联墩台,任取一联的计算方法,使工作大大简化,不论是用手工或编程计算,都简单易行,有很好的可操作性。
此前温度力和制动力分配,要计算邻联墩台的集成刚度和影响,并将力传递给邻联墩台,其工作量是很大的,而且过程非常繁琐。
本文的分析考虑了支座滑动,与过去的方法不同,是较大的简化。
一、温度力计算计算温度升降引起桥梁的伸长或缩短,传递给桥梁墩台的力,简称为温度力。
计算它,首先要确定桥梁产生伸缩的位移零点位置。
(一) 连续结构桥梁一联两端的墩台上没有滑动支座时,如以前的柔性桩墩,上部结构在桥墩台上不产生滑动。
很多书上都推导出了其伸缩的位移零点位置(下简称为位移零点),公式为:X0=Σ(K hi*ΣL i)/ΣK hi (1)式中:K hi—i号墩台的合成刚度。
ΣK hi—一联内各墩台合成刚度之和。
L i—桥梁跨径长度。
注意一联桥孔数较墩台数少一个,令L1=0,L2实为第一孔。
现在一联两端墩台上设有滑动支座的连续结构桥梁,不能完全套用这个公式计算位移零点。
(二)连续结构桥梁一联两端的墩台上设有滑动支座时,影响位移零点的因素,不只是支座和桩柱的刚度,还有公用墩上的支座摩阻力。
众所周知,连续结构桥梁的两端边墩(相邻两联的公用墩)上,各有两排滑动支座,共有四个支座可产生摩阻力。
设左边公用墩上的支座摩阻力为F1和F 2,设右边公用墩上的支座摩阻力为F3和F4。
各种材料之间摩擦系数⼀、橡胶与钢板或混凝⼟之间的摩擦系数加橡胶⽚以后,依据《公预规》(D62-2012)第8.4条规定,橡胶⽀座与不同材料接触⾯的摩擦系数:1.橡胶与混凝⼟接触时:摩擦系数为0.32.橡胶与钢板接触时:摩擦系数为0.23.聚四氟⼄烯板与不锈钢板接触(加硅胶)时,摩擦系数为0.06;当温度低于-25°C时,摩擦系数增⼤30%;当不加硅胶时,摩擦系数应加倍。
⼆、钢板间的摩擦系数按参考⽂献,不润滑时,为0.15三、钢板与混凝⼟徐有邻等为研究钢筋与混凝⼟之间的胶结摩阻性能,采⽤轧制钢板进⾏了不同锈蚀状况的钢材与混凝⼟的胶结剪切试验和摩阻试验,试验结果见下表。
试验结果表明,胶结剪切强度和摩阻系数随着钢管表⾯状况的不同变化很⼤,经过打磨除锈后表⾯⽆锈蚀光滑的钢管的胶结强度和摩阻系数明显⽐有锈蚀的钢管的胶结强度和摩阻系数要低。
表⾯锈蚀程度⽆锈轻锈重锈腐锈锈蚀特征⼿感光滑,少量锈蚀,可⽤⼲布擦净⼿感粗糙,砂纸打磨后基本平整颗粒状锈蚀,砂纸打磨后局部有锈坑⽚状锈渣,砂纸打磨后表⾯布满锈坑粗糙度0.025~0.0400.050~0.1700.170~0.3400.230~0.660胶结剪切强度0.4350.5680.7580.762摩擦系数0.20~0.250.26~0.300.40~0.500.45~0.60从上表看出,最⼩值为0.2,但⽂中未交代粗糙度的单位,如按常规粗糙度单位µm理解,普通钢板的粗糙度Ra为6.3~12.5,也就是说摩擦系数可以取到0.6。
根据另⼀篇参考⽂献的实验结果,钢板与⽔泥块的摩擦系数为0.76,有⽔时为0.7。
经过多篇⽂献的互相验证,普通钢板与混凝⼟的摩擦系数应该可以取0.6计算时考虑安全系数,可适当降低。
四、摩擦系数表1、各种材料之间摩擦系数表1各种材料之间摩擦系数表1MATERIAL 1MATERIAL 2Coefficient Of FrictionDRY Greasy Static Sliding Static SlidingAluminum Aluminum1,05-1,351,40,3 Aluminum Mild Steel0,610,47 Brake Material Cast Iron0,4 Brake Material Cast Iron (Wet)0,2 Brass Cast Iron 0,3 Brick Wood0,6 Bronze Cast Iron 0,22 Bronze Steel 0,16 Cadmium Cadmium0,5 0,05 Cadmium Mild Steel 0,46 Cast Iron Cast Iron1,10,15 0,07 Cast Iron Oak 0,49 0,075 Chromium Chromium0,41 0,34 Copper Cast Iron1,050,29 Copper Copper1,0 0,08 Copper Mild Steel0,530,36 0,18Copper-Lead Alloy Steel0,22 - Diamond Diamond0,1 0,05 - 0,1 Diamond Metal0,1 -0,15 0,1 Glass Glass0,9 - 1,00,40,1 - 0,60,09-0,12 Glass Metal0,5 - 0,7 0,2 - 0,3 Glass Nickel0,780,56 Graphite Graphite0,1 0,1 Graphite Steel0,1 0,1 Graphite (In vacuum)Graphite (In vacuum)0,5 - 0,8 Hard Carbon Hard Carbon0,16 0,12 - 0,14 Hard Carbon Steel0,14 0,11 - 0,14 Iron Iron1,0 0,15 - 0,2 Lead Cast Iron 0,43 Leather Wood0,3 - 0,4 Leather Metal(Clean)0,6 0,2 Leather Metal(Wet)0,4 Leather Oak (Parallel grain)0,610,52 Magnesium Magnesium0,6 0,08 Nickel Nickel0,7-1,10,530,280,12Nickel Mild Steel 0,64; 0,178 Nylon Nylon0,15 - 0,25 Oak Oak (parallel grain)0,620,48 Oak Oak (cross grain)0,540,32 0,072 Platinum Platinum1,2 0,25 Plexiglas Plexiglas0,8 0,8 Plexiglas Steel0,4 - 0,5 0,4 - 0,5 Polystyrene Polystyrene0,5 0,5 Polystyrene Steel0,3-0,35 0,3-0,35 Polythene Steel0,2 0,2 Rubber Asphalt (Dry) 0,5-0,8 Rubber Asphalt (Wet) 0,25-0,0,75 Rubber Concrete (Dry) 0,6-0,85 Rubber Concrete (Wet) 0,45-0,75 Saphire Saphire0,2 0,2 Silver Silver1,4 0,55 Sintered Bronze Steel- 0,13 Solids Rubber1,0 - 4,0 -- Steel Aluminium Bros0,45 Steel Brass0,35 0,19 Steel(Mild) Brass0,510,44 Steel (Mild)Cast Iron 0,230,1830,133 Steel Cast Iron0,40,21 Steel Copper Lead Alloy0,220,160,145 Steel (Hard)Graphite 0,210,09 Steel Graphite0,1 0,1 Steel (Mild) Lead0,950,95 0,50,3 Steel (Mild)Phos. Bros 0,34 0,173 Steel Phos Bros0,35 Steel(Hard)Polythened0,20,2 Steel(Hard)Polystyrene0,3-0,350,3-0,35 Steel (Mild)Steel (Mild)0,740,57 0,09-0,19 Steel(Hard)Steel (Hard)0,780,42 0,05 -0,110,029-.12 Steel Zinc (Plated on steel)0,50,45--Teflon Steel0,04 0,040,04 Teflon Teflon0,04 0,040,04Tin Cast Iron 0.32 Tungsten Carbide Tungsten Carbide0,2-0,25 0,12 Tungsten Carbide Steel0,4 - 0,6 0,08 - 0,2 Tungsten Carbide Copper0,35 Tungsten Carbide Iron0,8 Wood Wood(clean)0,25 - 0,5 Wood Wood (Wet)0,2 Wood Metals(Clean)0,2-0,6 Wood Metals (Wet)0,2 Wood Brick0,6 Wood Concrete0,62 Zinc Zinc0,6 0,04 Zinc Cast Iron0,850,21 MATERIAL 1MATERIAL 2Coefficient Of FrictionDRY LUBRICATED Static Sliding Static Sliding。
桥墩课程设计计算桥墩课程设计计算设计资料上部结构为5孔20m 装配式混凝土简支梁,桥面净宽11m.下部结构采用双柱式圆柱墩。
墩柱及桩身尺寸构造见图,墩柱直径130cm,混凝土C30,f cd =13.8MPa,主筋RB335,f sd =280 MPa,灌注桩直径150cm, 混凝土C20, f cd =13.8MPa,主筋HRB335,f sd =280 Mpa 。
墩顶每片梁梁端设400⨯400mm 板式橡胶支座一个,台顶每片梁梁端设四氟版活动支座一个,板式橡胶支座摩阻系数f=0.05,滑板支座最小摩阻系数f=0.03,一般情况取0.05。
桥台上设橡胶伸缩缝。
盖梁、墩身构造均采用C30混凝土,4c 3.010MPa E =⨯,系梁采用C25混凝土,MPa 102.84C⨯=E ,主筋采用HRB335级钢筋,4C2.110MPa E =⨯,箍筋采用R235级钢筋,MPa 102.04C⨯=E 。
每片边梁自重 每片中梁自重 一孔上部结构每个支座支反力(kN)(kN ) (kN) 总重(kN)1、5号梁2、3、4号梁2706.18 边梁支座中梁支座26.6 27.46 265.47 270.05 一、荷载计算 (一)、恒载计算:墩柱上部恒载值由上知:(1)上部构造恒载,一孔重:2706.18kN; (2)盖梁自重(半根自重):5304.29kN;(3)横系梁重:kN 8425.6250.12.1=⨯⨯⨯; (4)墩柱自重:墩柱自重:21.31225398kN 4π⨯⨯⨯=; (二)、活载计算荷载布置及行驶情况参考前面计算,数值直接取用。
1、汽车荷载(1)单孔单车时120255.28kN 0255.28255.28kN B ,B ,B ===+=相应得制动力为:[]2010.50.752380.751033.6kN T %=⨯⨯+⨯⨯=<90kN所以单孔单车时得制动力取为:T=90kN(2)双孔单车时1276.28kN 255.28kN 76.28255.28332.06kNB ,B ,B ===+= 相应得制动力为:[]22010.50.752380.751049.35kN 90kNT %=⨯⨯⨯+⨯⨯=<取双孔单车制动力为:T=90kN 。
支座的分类及适用范围定义:支座是指用以支承容器或设备的重量,并使其固定于一定位置的支承部件,还要承受操作时的振动与地震载荷。
橡胶支座是橡胶和薄钢板紧密结合而成,用于支撑桥梁重量。
一、板式橡胶支座板式橡胶支座由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥梁支座产品。
该种类型的橡胶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地转动;有较大地剪切变形以满足上部构造的水平位移;板式支座按形状划分:矩形板式、圆形、球冠圆板式、圆板坡形、等几种产品。
1、矩形(圆形)式板(1)性能:本产品由多层橡胶片与薄钢板镶嵌、粘合在一定压力、一定温度和一定时间内硫化压制而成。
有足够的竖向刚度以承压垂直荷载,能将梁板上部构造的反力可靠地传递给墩台,有良好的弹性,以适应梁端的转动;又有较大的剪切变形以满足上部梁体构造的水平位移。
(2)特点:本产品在桥梁建筑、水电工程、房屋抗震设施上已广泛应用,与原用的钢支座相比,有构造简单,安装方便;节约钢材,价格低廉;养护简便,易于更换等优点,且本品建筑高度低,对桥梁设计与降低造价有益;有良好的隔震作用,可减少活载与地震力对建筑物的冲击作用。
2、聚四氟乙烯滑板式简称四氟滑板式桥梁支座,本产品是于普通板式橡胶支座上粘接一层厚1.5-3mm的聚四氟乙烯板而成。
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≤0.06)可使桥梁上部构造的水平位移不受限制,跨度>3o米的大跨度桥梁、简支梁连续板桥和多跨连续梁桥可作活动支座使用;连续梁顶推、t型梁横移和大型设备滑移可作滑块使用。
3、球冠圆板式支座特点:本产品是经由圆形板式支座改进而来的,其中间层橡胶和钢板布置与圆形板式橡胶支座完全相同,而在支座顶面用纯橡胶制成球星表明,球面中心橡胶最大厚度为4-10mm。
球冠圆板式橡胶支座传力均匀,可明显改善或避免支座底面产生偏压、脱空等不良现象,特别适用于纵横坡度较大(3%-5%)的立交桥和高架桥。
试验检测员考试桥梁(桥梁工程制品试验检测)-试卷5(总分:54.00,做题时间:90分钟)一、单项选择题(总题数:12,分数:24.00)1.交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》规定:桥梁板式橡胶支座实测极限抗压强度应满足()。
(分数:2.00)A.实测极限抗压强度N50MPaB.实测极限抗压强度N60MPaC.实测极限抗压强度N70MPa VD.实测极限抗压强度N80MPa解析:2.交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》规定:桥梁板式橡胶支座实测抗压弹性模量应满足()。
(分数:2.00)A.(E土EX10%)MPaB.(E土EX20%)MPa VC.(E土EX30%)MPaD.(E土EX50%)MPa解析:3.交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》规定:桥梁板式橡胶支座实测抗剪弹性模量应满足()。
(分数:2.00)A.(G土GX5%)MPaB.(G土GX10%)MPaC.(G土GX15%)MPa VD.(G土GX20%)MPa解析:4.交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》规定:桥梁板式橡胶支座实测老化后抗剪弹性模量应满足()。
(分数:2.00)A.(G+GX10%)MPaB.(G+GX15%)MPa VC.(G—GX5%)MPa5.交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》规定:对于混凝土桥梁,板式橡胶支座实测转角正切值应满足()。
(分数:2.00)A.转角正切值N1 / 300 VB.转角正切值N1/ 500C.转角正切值N1/600D.转角正切值21/ 1500解析:6.交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》规定:板式橡胶支座实测四氟滑板与不锈钢板表面摩擦系数应满足()。
(分数:2.00)A.摩擦系数W0. 01B.摩擦系数W0. 02C.摩擦系数W0. 03 VD.摩擦系数W0. 047.交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》规定:盆式橡胶支座在竖向设计承载力作用下,支座压缩变形不大于支座总高度的()。