曲线梁上平板支座与球型支座的比较4 d3 m. A4 ~5 k1 g2 v# o
为了考察支座类型在曲线梁上使用的差别,以一跨32m曲线简支梁为例进行计算分析,曲线半径采用R=400m。$ d- G& |6 G7 p3 p
应用结构分析软件Midas2006建模计算,简支梁截面为箱形。
; Y8 w- ~' L" }. A4 b2 V% m( b一、梁体构造及计算荷载
8 B+ c- \, k7 j 梁体构造及单元划分情况如图1.1和图1.2所示。# S/ w. z& W7 a
: X2 K! ~+ k$ B2 k/ Q6 O3 s 梁上加均布荷载90kN/m,如图1.3
% ]) t, ? Y R: ~& u! w
$ h$ H1 Y! @) y8 a( x |二、支座布置9 Z) { c: L) |
简支箱梁设四个支座,左端为固定支座、横向活动支座,右端为纵向活动支座和双向活动支座,如图2.1。
2 T' ^" p4 V% w 9 q' D# D& A7 g5 D' H
0 h" l' s# ]- S e8 X; i图2.1.支座布置示意图
$ l3 w: E \, G6 a
* I9 Y4 ]% q, ]( [三、盆式橡胶支座和球型支座的计算比较
+ \5 q: X; w0 ]2 @ MIDAS内,表示支承条件的六边形内,六个小三角形分别表示支座约束的六个自由度,绿色代表约束,黑色代表不约束。右半侧表示三个位移自由度,自上而下分别表示X、Y、Z方向的位移是否被约束;左半侧表示三个转动自由度,自下而上分别表示绕X轴、绕Y轴、绕Z轴的转动是否被约束住。
+ F0 l F1 o+ A4 C g 1.平板支座
$ s, t: E5 v2 N3 t 平板型支座绕桥轴方向不能自由转动,即绕X轴的转动应被约束,如图3.1和图3.2。支承点和梁端通过弹性连接相连。
8 d5 i* ?. k3 i6 X. U+ X: A9 }8 P8 W9 O2 j! v: ~" h. ]
图3.1平板支座约束条件
: Z, g; {4 Q4 D6 f2 a/ ~ ?% N) o , [+ l' u& a) c2 l9 M8 s K/ u$ N
图3.2平板支座平面布置
e7 `- ?# ]/ f" D- s4 u 在90kN/m均布载作用下的支反力如图3.3所示。由图可知,同侧两支座反力异号,且支反力绝对值很大! ~5 t8 T, F9 i3 \* g1 e
& `. C' d, C& M+ n0 \( g0 H9 Z+ H) X 图3.3采用平板支座的支反力
, }7 o" J! J9 ` 2.球型支座1 R2 H' a! t# O3 X, n
球型支座在任意方向都能自由转动,即绕X、Y、Z三轴的转动都没有约束,支座的约束条件如图3.4和图3.5所示。
% p6 m/ p; w% p( h4 } 6 M" c. M1 r# @
图3.4球型支座约束条件
' V7 g2 u8 j7 p2 k! ~2 d1 |) ^
1 l, D" q% `% F$ K* [6 B, L7 @# r 图3.5球型支座平面布置: w" z& `3 m: m/ p! h( r9 Y2 _
同样在90kN/m均布载作用下,采用球型支座时,同侧两支座反力同号且差别不大,曲线外侧支反力稍大(图3.6)。
- g6 [- R8 g! L- I( M
" E' r" L9 F& f 图3.6采用球型支座的支反力
! c/ u: b7 Q S四、支座的选取
, F# u3 | j0 C2 L经上述计算比较,曲线梁的支座若不能绕桥轴方向自由转动,那么曲线外侧支座会出现很大的负反力,同侧两支座支反力异号且其绝对值惊人的大。因此曲线梁应采用球型支座。 |