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內容摘要：1概述鋼盆式橡膠支座的主要作用是傳遞載荷，在使用過程中主要承受橋梁傳遞過來的靜壓力，又要承受汽車、火車等交通工具通過橋梁時產生的活載。隨著橋梁的上下抖動，支座要承受一定轉動力矩的作用。針對各種復雜的...的主要作用是傳遞載荷，在使用過程中主要承受橋梁傳遞過來的靜壓力，又要承受汽車、火車等交通工具通過橋梁時產生的活載。
隨著橋梁的上下抖動，支座要承受一定轉動力矩的作用。針對各種復雜的載荷工況，鋼盆式橡膠支座的應變、應力情況如何?設計支座應該注意的主要問題有那些?在以往支座的研究過程中，只是給出了大概的設計公式，這些設計公式取的系數比較大，相對比較保守。這樣就勢必會造成一些不必要的浪費，基于此。
本章節將研究支座中設計載荷與橡膠直徑，橡膠厚度，盆環厚度之間的關系，以確定一個比較合理的設計范圍，期望在以后的實際工程中具有相應的價值。2鋼盆中橡膠的轉動性能研究2.1鋼盆中橡膠轉動性能試驗研究轉動試驗用來測定支座轉角與盆式橡膠支座反力矩之間的關系。鐵道部科學研究院與交通部科學規劃研究院對此做了相關研究。
通過研究得出以下結論：1)試件厚度與轉動力矩的關系，試件厚度愈大，滿足相同轉角得轉動力矩愈小。2)橡膠轉角和正應力的關系：正應力越高轉動力矩相應較大。3)試件硬度和橡膠轉動力矩的關系:在相同的轉角條件下，橡膠硬度越大轉動力矩越大。4)試件直徑與轉動力矩的關系:盆式橡膠支座的轉動力矩與直徑的立方成反比。
以上結論只對檢驗支座和設計支座有一定的意義。關于橡膠支座轉動到極限轉角時支座的應力、應變沒有提到，轉動對支座性能的影響沒有展開深入討論，轉動對盆環的破壞也沒有做研究。因此，在驗證有限元模擬支座轉動正確的基礎上展開這方面的討論很有實際意義。基于此，就以下問題展開討論：1)通過和試驗結果比較。
驗證有限元計算結果；2)計算出設計極限(轉角±0.045Rad)下支座應力、應變。2.2轉動力矩對支座性能影響有限元分析1)轉動力矩的施加為保持計算結果的合理性，有限元分析時所采用模型與上面分析所采用模型參數相同。分析模型為實體模型。在橡膠面上再授蓋一層很薄的鋼板，以模擬上蓋板。
由于上蓋板不作為主要研究對象，且上蓋板主要是傳遞力的作用，因此取上蓋板的彈性模量是鋼板彈性模量的1000倍來計算。ANSYS中關于端面上施加力矩沒有給出，但是可以把橡膠表面鋼化，鋼化的面與定義的鋼化點禍合連接，轉動力矩可以直接施加到鋼化點上。避免了轉動力矩向節點力的轉化。2)計算參數：支座反力：3MN。
支座極限轉角：0.045Rad。計算模型為上面典型模型，約束為剛性約束。3)計算結果分析當支座上蓋板施加轉動力矩時，上蓋板將隨著轉動力矩而轉動，橡膠塊也將會在上蓋板的帶動下而轉動。轉動停止的時候，橡膠板將會是下面厚一面薄。因此可以做以下推論：厚橡膠面的平均壓應力會隨著轉動而減小。
對盆環的壓力面積將增大。薄面橡膠的平均壓應力會變大，對盆環的壓力面積減小。因此對于這兩個點的應力與只承受壓力狀態下會產生什么樣的變化還不確定。通過有限元計算能夠得到合理的結果。橡膠塊在承受壓力與轉動力矩共同作用下后橡膠的應力分布沿橡膠塊徑向呈線性分布。中央部位由于橡膠的流動而變得不是很穩定。
是由于有限元軟件本身問題。總體趨勢很明顯。從這個側面反映了橡膠的流動性。靜載作用下鋼盆底部受力為對稱壓應力，靠近盆環是受拉應力作用。應力分布比較均勻。在收到靜載荷與轉動力矩共同作用時，鋼盆受到的 壓應力明顯比單純收到靜載荷情況下增大，且 壓應力作用的也有所改變，向盆環方向移動。
在另一側，鋼盆底部收到的壓應力明顯比靜載荷情況下減小。 拉應力也有所增大，只是對鋼盆產生很小影響。3盆底研究與應用3.1盆底應力鋼盆式橡膠支座主要承受橋梁傳遞靜壓力和由于橋梁轉動所帶來轉動力矩得作用，一般情況下，橋梁支座是承受橋梁得靜壓力作用。在橋梁的作用下，支座底部應力如何。
對于橋墩的設計十分重要。3.2不同D/H情況為研究不同D川情況下支座盆底應力情況，分別取D/H=10，11，……，20等11個系列進行了計算，計算載荷為3MN。相同載荷情況下，不同D/H值的支座底部拉應力趨勢:在盆中央壓應力變化程度不大， 拉應力出現距中心200mm處，也就是在橡膠與鋼盆相交處。
隨著D/H值的增大， 拉應力減小，說明橡膠厚度減小以后，盆底所受拉力減小。從盆底應力可以得出結論，橡膠塊厚度越小越好。4盆環的研究與應用4.1盆環應力為了解鋼盆式橡膠支座再載荷作用下盆環的應力情況，鐵道科學研究院與交通部規劃設計院做了試驗研究。盆環上各點應力平均值匯總與表。可見再使用載荷作用下盆環承壓。
且數值不大。由于鋼盆中橡膠車廂力的作用，盆環理應受拉，但由于混凝土的彈性壓縮，使支座發生鍋底狀變形，因而盆環受壓。這種變形使盆環產生預壓應力，可抵消部分盆環拉應力，對盆環受力是有利的。當將這些支座直接支撐在鋼墊板上加壓時，盆環應力也列于表.此時支座處于剛性支撐狀態，盆環上的應力有拉有壓。
即使有的支座盆環上產生壓應力，但數值上遠小于彈性支撐的。在剛性支撐條件下，盆環仍產生壓應力得原因有以下可能，一方面由于支座的初始狀態盆底可能不平，因而承壓時，由支座盆底的變形，會引起盆環受壓。另一方面支座承壓時，支座鋼盆上的載荷由橡膠面擴展到支座底面，盆底應力對盆環產生彎曲應力。
使盆環上口承壓。鋼盆式橡膠支座的盆環對橡膠起三向約束的作用，沒有盆環對橡膠的約束，橡膠很容易被壓壞。如果盆環破壞，支座必將會失去其原有的承載能力，因此研究盆環厚度對承載能力的影響很有必要。由于支座轉動力矩對盆環的影響要大于靜載作用。因此，在計算時采用支座極限偏角狀態。由工程實際情況可知。
盆環對于承受豎向載荷的支座來講起固定橡膠作用。其主要受力為橡膠受到靜載荷載荷作用后對盆環的張力，盆環相當于一鑲嵌在盆底一周的懸臂梁。由懸臂梁的一般知識可知， 變形應出現在盆環的頂部， 應力部分應該在盆環和盆底相交處。用ANSYS計算結果和試驗結果于理論十分符合。并且 變形會隨著盆環厚度的增加而減小。
減小的趨勢為一非線性趨勢，在盆環厚度增加很小的時候 變形減小很大，但是當盆環厚度達到一個水平后，盆環變形的減小程度就相當小了。因此，在實際工程實踐中，并非是盆環厚度越大越好，或者是越薄越好，其厚度與橡膠支座的直徑，橡膠的厚度有一定關系的。盆環變形隨著盆環厚度的增加而減小，減小的規律呈非線性趨勢。