下冊(cè)第篇 橋梁的支座二

第六章橋梁的支座第一節(jié)概述

支座的作用傳遞上部結(jié)構(gòu)的各種荷載適應(yīng)溫度、收縮徐變等因素產(chǎn)生的位移按受力特性分為固定支座活動(dòng)支座：豎向力支座布置簡(jiǎn)支梁橋一般一端采用固定支座,一端采用活動(dòng)支座.連續(xù)梁一般每一聯(lián)中的一個(gè)橋墩設(shè)固定支座.支座的設(shè)置應(yīng)有利于墩臺(tái)傳遞水平力.水平力豎向力第二節(jié)支座的類(lèi)型和構(gòu)造支座通常用鋼，橡膠等材料來(lái)制造主要類(lèi)型有：簡(jiǎn)易支座弧形鋼板支座橡膠支座板式橡膠支座盆式橡膠支座應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的跨徑、支點(diǎn)反力的大小、梁體的變形程度等因素來(lái)選取支座類(lèi)型。中小跨度公路橋一般采用板式橡膠支座大跨度連續(xù)梁橋一般采用盆式橡膠支座鐵路橋采用鋼支座一、簡(jiǎn)易支座采用幾層油毛氈或石棉制成，壓實(shí)后的厚度不小于1cm，可用于跨徑小于10m的板梁橋。二、鋼支座1、弧形鋼支座適用范圍：跨徑1020m構(gòu)造特點(diǎn)：由上下墊板所組成，下墊板頂面切剝成圓柱體。固定支座需在上墊板上做齒槽（或銷(xiāo)孔），在下墊板上焊以齒板（或銷(xiāo)釘），安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷(xiāo)釘伸入銷(xiāo)孔)，以保證上下墊板之間不發(fā)生相對(duì)水平位移安裝要點(diǎn)其它鋼支座2、其它鋼支座板式橡膠支座有矩形和圓形。支座的橡膠材料以氯丁橡膠為主，也可采用天然橡膠。氯丁橡膠一般用于最低氣溫不超過(guò)-250C的地區(qū)，天然橡膠用于-300C-400C的地區(qū)。根據(jù)試驗(yàn)分析，橡膠壓縮彈性模量E、容許壓應(yīng)力[]和容許剪切角[tgr]的數(shù)值，均與支座的形狀系數(shù)S有關(guān)。形狀系數(shù)為橡膠支座的承壓面積與自由表面積之比，矩形支座為：式中：a

順橋方向橡膠支座的長(zhǎng)度；b

橫橋方向橡膠支座的寬度；t中間橡膠層的厚度。為滿足橡膠的容許壓應(yīng)力和使支座能適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)的要求，支座的長(zhǎng)度a與寬度b之比取決于主梁下的有效寬度及所需的剪切角。一般應(yīng)充分利用有效寬度b，而盡可能減小a的尺寸，以降低轉(zhuǎn)動(dòng)阻抗力矩（它與a5成正比）。根據(jù)支座穩(wěn)定的要求，支座的總厚度不得大于平面最小尺寸的30%。三、橡膠支座1、板式橡膠支座bat形狀系數(shù)構(gòu)造特點(diǎn)：常用的板式橡膠支座采用薄鋼板或鋼絲網(wǎng)作為加勁層以提高支座的豎向承載能力。變形機(jī)理：（1）不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移；（3）無(wú)固定和活動(dòng)支座之分。性能指標(biāo)：（1）容許應(yīng)力；（2）彈性模量和剪切模量（3）容許剪切的正切值。適用范圍：支座反力為70－3600kN的公路、城市橋梁。局限性：2、四氟滑板式橡膠支座橋梁球冠圓板式橡膠支座3、其它類(lèi)型板式橡膠支座坡型板式橡膠支座鉛芯橡膠支座4、橋梁盆式橡膠支座盆式橡膠支座是鋼構(gòu)件與橡膠組合而成的新型橋梁支座。具有承載能力大、水平位移量大、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，適用于支座承載力為1000KN以上的大跨徑橋梁。盆式橡膠支座分固定支座與活動(dòng)支座?；顒?dòng)盆式橡膠支座由上支座板、聚四氟乙烯板、承壓橡膠塊、橡膠密封圈、中間支座板、鋼緊箍圈、下支座板以及上下支座連接板組成。組合上、中支座板構(gòu)造或利用上下支座連接板即可形成固定支座。盆式橡膠支座構(gòu)構(gòu)構(gòu)造要點(diǎn)1.鋼盆2.承壓橡膠板板3.鋼襯板4.聚四氟乙烯烯板5.上支座板6.不銹鋼滑板板7.鋼緊箍圈8.密封膠圈固定與滑動(dòng)盆式式橡膠支座多向活動(dòng)支座（（DX）縱向活動(dòng)支座（（ZX）固定支座（GD）5、其它支座QGZ球型鋼支支座QGZ球型鋼鋼支座（四）成品盆式式橡膠支座的選選配１．成品盆式橡橡膠支座的系列列成品盆式橡膠支支座的主要系列列有：GPZ、、TPZ-1等等。其中，GPZ表示由我國(guó)國(guó)交通部中交公公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院院設(shè)計(jì)的系列盆盆式橡膠支座；；TPZ-1則則表示我國(guó)鐵道道部科學(xué)研究院院設(shè)計(jì)的系列盆盆式橡膠支座。。另外，還有其其它科研院所設(shè)設(shè)計(jì)的類(lèi)同系列列的盆式橡膠支支座。這些系列列支座，適用于于各類(lèi)橋梁及具具類(lèi)似受力與變變形特性的工程程結(jié)構(gòu)，并非有有明確的公路、、鐵路或其它工工程結(jié)構(gòu)之分。。各種系列的盆盆式橡膠支座噸噸位一般從1000起至50000，最多多分為近40個(gè)個(gè)級(jí)；并以DX、SX、GD分別表示單向向、雙向活動(dòng)動(dòng)支座及固定支支座，而GDZ則為抗震型固固定支座的代號(hào)號(hào)。２．成品盆式橡橡膠支座的地區(qū)區(qū)適用性成品盆式橡膠支支座的適用地區(qū)區(qū)應(yīng)考慮溫度和和地震兩個(gè)因素素。以確定適配配常溫型或耐寒寒型支座和采用用何種震型支座座或抗震措施。。3．各種類(lèi)型成成品盆式橡膠支支座的合理選配配盆式橡膠支座座能否適用于于所設(shè)計(jì)的橋橋梁，當(dāng)然首首先考慮的是是其容許轉(zhuǎn)角角及水平能承承受的推力能能否滿足要求求。一般來(lái)說(shuō)說(shuō)，GPZ、、TPZ-1等系列的支支座對(duì)這兩個(gè)個(gè)要求均能滿滿足。若轉(zhuǎn)角角和水平推力力超出容許范范圍，則需要要改變支座的的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)角角特大，可采采用球型支座座。關(guān)于在橋梁設(shè)設(shè)計(jì)中支座如如何合理選用用問(wèn)題，即究究竟選用何種種類(lèi)型的支座座，則需根據(jù)據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)圖圖式的要求決決定。當(dāng)然，，在一般情況況下，固定端端選用固定支支座，活動(dòng)端端選用活動(dòng)支支座。但若橫橫橋向伸縮值值不容忽視的的時(shí)候，結(jié)構(gòu)構(gòu)圖式的固定定端就不能單單一采用GD類(lèi)型的支座座。這是由于于現(xiàn)代橋梁的橋橋面越來(lái)越寬寬，超過(guò)20已屢見(jiàn)不鮮鮮，這時(shí)由溫溫度等因素引引起的橫橋向向伸、縮量便便不可忽略了了，有的可達(dá)達(dá)到中等跨徑徑橋梁縱向的的伸縮量。為為保證梁不發(fā)發(fā)生縱向位移移，又能滿足足多梁式寬橋橋的橫橋向位位移，這時(shí)可可將單方向活活動(dòng)支座轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)90°橫置置梁下(如圖圖2-7-9)，使其順順橋向起固定定支座的作用用下，而橫橋橋向則起活動(dòng)動(dòng)支座的作用用。4．成品盆式式橡膠支座承承載能力的合合理選擇支座承載力大大小的選擇，，應(yīng)根據(jù)橋梁梁恒載、活載載的支點(diǎn)反力力之和及墩臺(tái)臺(tái)上設(shè)置的支支座數(shù)目來(lái)計(jì)計(jì)算。合適的的支座一般為為：最大反力力不超過(guò)支座座容許承載力力的5%，最最小反力不低低于容許承載載力的80%。規(guī)定最小小反力的目的的是保證支座座具有良好的的滑移性能，，因?yàn)榫鬯姆蚁┌宓哪ツゲ料禂?shù)與壓壓力成反比，，如果低于規(guī)規(guī)定的數(shù)值，，則磨擦系數(shù)數(shù)將會(huì)增大。。支座選配時(shí)時(shí)，一般不必必過(guò)多擔(dān)心支支座的安全儲(chǔ)儲(chǔ)備，比如計(jì)計(jì)算得到一個(gè)個(gè)支座的最大大反力為4100，最小小反力為3700，那就就選用承載力力為4000的支座，這這是因?yàn)?000支座的的允許支反力力變化范圍是是3200～～4200，，不要從更更安全的角度度考慮加大支支座的承載力力而選用5000的支座座。因?yàn)?000支座最最低合適的承承載力是4000，而最最小支反力3700已小小于此值，故故不適宜選用用。雖然我們們規(guī)定最大反反力，不超過(guò)過(guò)容許承載力力的5%，但但支座實(shí)際的的安全系數(shù)一一般在5以上上。作用在支座上的豎向力有結(jié)構(gòu)自重的反力。在計(jì)算汽車(chē)荷載支座反力時(shí)，應(yīng)計(jì)入沖擊影響力。當(dāng)支座可能出現(xiàn)上拔力時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算支座的最大豎向力和最大上拔力。直線橋梁的支座，一般僅需計(jì)入縱向水平力。斜橋和彎橋的支座，還需要考慮由于汽車(chē)荷載的離心力或其它原因如風(fēng)力等產(chǎn)生的橫向水平力。汽車(chē)荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力，應(yīng)按照公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范要求，根據(jù)車(chē)道數(shù)確定。剛性墩臺(tái)各種支座傳遞的制動(dòng)力，按規(guī)范中的規(guī)定采用。其中，規(guī)定每個(gè)活動(dòng)支座傳遞的制動(dòng)力不得大于其摩阻力；當(dāng)采用厚度相等的板式橡膠支座時(shí)，制動(dòng)力可平均分配至各支座。對(duì)于梁橋，地震地區(qū)橋梁支座的外力計(jì)算，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的地震烈度，按<<公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范>>的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和組合。第三節(jié)、支座座計(jì)算一、支座受力力特點(diǎn)二、板式橡膠膠支座的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算（一）支座尺尺寸確定根據(jù)橡膠支座座和支承墊石石混凝土的壓壓應(yīng)力不超過(guò)過(guò)它們相應(yīng)容容許承壓應(yīng)力力的要求，確確定支座平面面面積。在一一般情況下，，面積由橡膠膠支座控制設(shè)設(shè)計(jì)：式中：--運(yùn)營(yíng)階段由橋上全部恒載與活載(包括沖擊力)所產(chǎn)生的最大支點(diǎn)反力；

A--橡膠支座平面面積，矩形支座為ab，圓形支座為/4；--橡膠支座的平均容許壓應(yīng)力，當(dāng)支座形狀系數(shù)S>8時(shí)，[]=10；當(dāng)5S8時(shí)，[]=7～9支座平面尺尺寸支座高度梁式橋的主梁梁由溫度變化化等因素在支支座處產(chǎn)生的的縱向水平位位移，依靠全部橡膠膠片的剪切變變形t來(lái)實(shí)現(xiàn),與t的關(guān)系為：ah由有--橡膠片容容許剪切角的的正切，可取取用0.5～～0.7，不不計(jì)活載制動(dòng)動(dòng)力時(shí)用0.5；；計(jì)及活載制制動(dòng)力時(shí)取用用0.7，則則上式可寫(xiě)成成：---由上部結(jié)構(gòu)溫度變化、橋面縱坡等因素，引起支座頂面相對(duì)于底面的水平位移。當(dāng)跨徑為L(zhǎng)的簡(jiǎn)支梁橋兩端采用等厚橡膠支座時(shí)，因溫度變化每個(gè)支座承擔(dān)的水平位移可取簡(jiǎn)支梁向溫變變形的一半，即--活載制動(dòng)力在一個(gè)支座上的水平力；--由制動(dòng)力引起在支座頂面相對(duì)于底面的水平位移，可按下式計(jì)算---橡膠的剪切模量，---橡膠支座的面積。AG（二）支座偏偏轉(zhuǎn)與平均壓壓縮變形驗(yàn)算算主梁受荷撓曲曲時(shí)，梁端將將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)角角為(如下下圖)，但不不允許其與支支座間產(chǎn)生脫脫空現(xiàn)象。梁梁端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，，支座就受到到一個(gè)偏心豎豎向力的作用用，表面將產(chǎn)產(chǎn)生不均勻的的壓縮變形，，一端為另另一端為為，，其平均壓縮縮變形，，根據(jù)下下式計(jì)算Nh式中：E--橡膠支支座的彈性模模量。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)時(shí)，可查閱閱<<公路鋼鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土橋橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范范>>JTJ023-85，其值與支支座的形狀系系數(shù)有關(guān)，也可可按下式計(jì)算算若梁端轉(zhuǎn)角已知，或按<<材料力學(xué)學(xué)>>公式算算得，則有：：時(shí)，表示支座座與梁底產(chǎn)生生了部分脫空空，支座是局局部承壓。因因此設(shè)計(jì)時(shí)必必須保證<<公路鋼筋筋混凝土及預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范>>規(guī)定定，橡膠支座座的最大平均均壓縮變形不不應(yīng)應(yīng)大于支座橡橡膠總厚的的0.05倍倍。其中，a為主梁跨徑方方向的支座尺尺寸，又因固當(dāng)（三）支座抗抗滑性驗(yàn)算橡膠支座一般般直接擱置在在墩臺(tái)與梁底底之間，在它它受到梁體傳傳來(lái)的水平力力后，應(yīng)保證證支座不滑動(dòng)動(dòng)，亦即支座座與混凝土之之間要有足夠夠大的摩阻力力來(lái)抵抗水平平力，故應(yīng)滿滿足下式：無(wú)活載作用時(shí)時(shí)有活載作用時(shí)時(shí)---活載制制動(dòng)力分在一一個(gè)支座上的的水平力；溫溫度變化等因因素分在一個(gè)個(gè)支座上的水平平力。式中---在上部結(jié)構(gòu)重重力作用下的的支座反力；；---與計(jì)算制動(dòng)力力相應(yīng)的汽車(chē)車(chē)活載產(chǎn)生的的最小支座反反力；橡膠支座與混混凝土表面的的摩阻系數(shù)采采用0.3------與計(jì)算制動(dòng)力力相應(yīng)的汽車(chē)車(chē)活載產(chǎn)生的的最小支座反反力；橡膠支支座與混凝土表面的的摩阻系數(shù)采采用0.3；；與鋼板的摩摩阻系數(shù)采用用0.2；（四）成品板板式橡膠支座座的選配成品的板式橡橡膠支座早已已形成系列，，故在一般情情況下，沒(méi)有有必要自行設(shè)設(shè)計(jì)支座，只只需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)成品支座的的目錄，選配配合適的產(chǎn)品品。我國(guó)交通部頒頒布的成品板板式橡膠支座