曲线梁上平板支座与球型支座的比较
) m% M. p$ A0 G8 g( b 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。
& q: S- N; l+ }0 p4 { 应用结构分析软件Midas2006建模计算,简支梁截面为箱形。# v9 _+ O/ {( E8 o2 ~3 V
一、梁体构造及计算荷载0 [& T7 ~) Z3 ?0 S0 g' M
梁体构造及单元划分情况如图1.1和图1.2所示。
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梁上加均布荷载90kN/m,如图1.3
( O) [- @) G/ t, o7 { # K) P- t6 r7 y6 }" b) ]5 o' o* q
二、支座布置7 F8 T: M/ J# U
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。
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/ k8 Z) }! q* ^3 O4 S, k图2.1.支座布置示意图
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: [% E, k( F2 r% E( v# u5 S( l三、盆式橡胶支座和球型支座的计算比较8 F, O0 D( B. R6 v ]
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。" `2 o& o; ~) Z( i% F( r
1.平板支座2 f& r) L$ b8 Z* ~" u3 F! O
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。
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9 D+ e. ?. R3 C5 ?* c/ i/ z& M8 e图3.1平板支座约束条件
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图3.2平板支座平面布置
, q5 B0 y; k4 _# O2 X. ` 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/ D! g& r) e+ {. Q
, E3 _2 Q9 i2 l! L$ _4 }% p 图3.3采用平板支座的支反力
* p7 B' ]( @% [$ I u: j: H5 L6 e" {) } 2.球型支座
$ F1 O# Y, I! ]+ l 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。' z" q/ R4 A& j9 u( j& t4 [! y9 E
$ o6 G7 d# F% e. D 图3.4球型支座约束条件6 e! e4 R3 p5 d5 z" R# V
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图3.5球型支座平面布置) ?/ |3 Y5 T& q/ ?/ h! \4 I- H
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)。9 _+ b) D' o) _7 S. k
% R1 r& R7 z7 }$ @6 n" B: C& ]( f 图3.6采用球型支座的支反力
5 Q7 Q/ V8 W5 Z a1 y5 r四、支座的选取7 f5 f" s K6 [( P( T! B
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。 |