曲线梁上平板支座与球型支座的比较
4 Y7 t2 n5 w( I) q) T0 V 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。
: D6 ?! A, Y1 ]4 y" |$ E4 q3 N 应用结构分析软件Midas2006建模计算,简支梁截面为箱形。2 @8 Q8 U5 K: X. @. R$ L2 g
一、梁体构造及计算荷载
6 W( j- j0 ]3 b) w. d* l 梁体构造及单元划分情况如图1.1和图1.2所示。, ] ], t w5 ~* _* ~4 K7 j+ `+ S
F2 s" n) X3 T% }% l m
梁上加均布荷载90kN/m,如图1.3
8 y; v; h' K8 l. }
; x h' r) q$ O$ W, t二、支座布置$ ?, @' }; L z8 O% g& V
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。3 Z6 S1 _4 i `( k; V
+ ]& T1 g/ `+ i1 f0 ^+ C' Q8 f5 H6 w/ a& X' i5 u2 K2 V4 n
图2.1.支座布置示意图
5 w. P1 F. {; I% o2 N, E
& D; N; H6 O: F! M& V6 Y0 S5 s三、盆式橡胶支座和球型支座的计算比较3 T0 h/ }: B' ~# I- q( T6 n
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。
) q% r T' G/ ?6 D 1.平板支座
4 j0 S: o2 K4 Y* H0 R 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。
0 A. p1 [4 E) `7 z) r! i* g1 Z
( f. p4 r1 y8 {图3.1平板支座约束条件
8 [9 _5 @+ y C# ] ' S4 @; f& e- t8 X! G. ^4 l* |- n/ L
图3.2平板支座平面布置. W/ [( `) n: s9 @
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
3 X5 z! f8 o: H( D
- L2 B z$ e' N' e# q% W 图3.3采用平板支座的支反力3 g2 G3 v# |7 X! R& S: M. u
2.球型支座
6 T6 h% [4 m+ c- N) K 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。' O2 c! {4 C! I4 T
9 r- n6 W+ Z8 Q2 o, |
图3.4球型支座约束条件
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5 V8 V5 ]8 N8 T s, e6 [# G 图3.5球型支座平面布置
/ h# d( N. N2 a+ i 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)。
4 k( T: H+ y9 Q! B- [ / T$ _. C$ w3 _. c- ~% f: b
图3.6采用球型支座的支反力
% \1 U4 G/ f. X2 @" y四、支座的选取8 D3 a0 R8 U" _( R
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。 |