一級建造師市政公用工程管理與實(shí)務(wù)考試必備講義匯編 城市橋梁篇四三

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支座：豎向力支座布置簡支梁橋一般一端采用固定支座,一端采用活動支座.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)有利于墩臺傳遞水平力.水平力豎向力第二節(jié)支座的類型和構(gòu)造支座通常用鋼，橡膠等材料來制造主要類型有：簡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選取支座類型。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（或銷孔），在下墊板上焊以齒板（或銷釘），安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷釘伸入銷孔)，以保證上下墊板之間不發(fā)生相對水平位移安裝要點(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-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)動的要求，支座的長度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；（2）剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移；（3）無固定和活動支座之分。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支座。活動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)造要點(diǎn)1.鋼盆2.承壓橡膠板3.鋼襯板4.聚四氟乙烯板5.上支座板6.不銹鋼滑板7.鋼緊箍圈8.密封膠圈固定與滑動盆式橡膠支座

多向活動支座（DX）縱向活動支座（ZX）固定支座（GD）5、其它支座

QGZ球型鋼支座QGZ球型鋼支座

（四）成品盆式橡膠支座的選配１．成品盆式橡膠支座的系列成品盆式橡膠支座的主要系列有：GPZ、TPZ-1等。其中，GPZ表示由我國交通部中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的系列盆式橡膠支座；TPZ-1則表示我國鐵道部科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的系列盆式橡膠支座。另外，還有其它科研院所設(shè)計(jì)的類同系列的盆式橡膠支座。這些系列支座，適用于各類橋梁及具類似受力與變形特性的工程結(jié)構(gòu)，并非有明確的公路、鐵路或其它工程結(jié)構(gòu)之分。各種系列的盆式橡膠支座噸位一般從1000起至50000，最多分為近40個(gè)級；并以DX、SX、GD分別表示單向、雙向活動支座及固定支座，而GDZ則為抗震型固定支座的代號。２．成品盆式橡膠支座的地區(qū)適用性成品盆式橡膠支座的適用地區(qū)應(yīng)考慮溫度和地震兩個(gè)因素。以確定適配常溫型或耐寒型支座和采用何種震型支座或抗震措施。

3．各種類型成品盆式橡膠支座的合理選配盆式橡膠支座能否適用于所設(shè)計(jì)的橋梁，當(dāng)然首先考慮的是其容許轉(zhuǎn)角及水平能承受的推力能否滿足要求。一般來說，GPZ、TPZ-1等系列的支座對這兩個(gè)要求均能滿足。若轉(zhuǎn)角和水平推力超出容許范圍，則需要改變支座的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)角特大，可采用球型支座。關(guān)于在橋梁設(shè)計(jì)中支座如何合理選用問題，即究竟選用何種類型的支座，則需根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)圖式的要求決定。當(dāng)然，在一般情況下，固定端選用固定支座，活動端選用活動支座。但若橫橋向伸縮值不容忽視的時(shí)候，結(jié)構(gòu)圖式的固定端就不能單一采用GD類型的支座。這是由于現(xiàn)代橋梁的橋面越來越寬，超過20已屢見不鮮，這時(shí)由溫度等因素引起的橫橋向伸、縮量便不可忽略了，有的可達(dá)到中等跨徑橋梁縱向的伸縮量。為保證梁不發(fā)生縱向位移，又能滿足多梁式寬橋的橫橋向位移，這時(shí)可將單方向活動支座轉(zhuǎn)過90°橫置梁下(如圖2-7-9)，使其順橋向起固定支座的作用下，而橫橋向則起活動支座的作用。4．成品盆式橡膠支座承載能力的合理選擇支座承載力大小的選擇，應(yīng)根據(jù)橋梁恒載、活載的支點(diǎn)反力之和及墩臺上設(shè)置的支座數(shù)目來計(jì)算。合適的支座一般為：最大反力不超過支座容許承載力的5%，最小反力不低于容許承載力的80%。規(guī)定最小反力的目的是保證支座具有良好的滑移性能，因?yàn)榫鬯姆蚁┌宓哪ゲ料禂?shù)與壓力成反比，如果低于規(guī)定的數(shù)值，則磨擦系數(shù)將會增大。支座選配時(shí)，一般不必過多擔(dān)心支座的安全儲備，比如計(jì)算得到一個(gè)支座的最大反力為4100，最小反力為3700，那就選用承載力為4000的支座，這是因?yàn)?000支座的允許支反力變化范圍是3200～4200，不要從更安全的角度考慮加大支座的承載力而選用5000的支座。因?yàn)?000支座最低合適的承載力是4000，而最小支反力3700已小于此值，故不適宜選用。雖然我們規(guī)定最大反力，不超過容許承載力的5%，但支座實(shí)際的安全系數(shù)一般在5以上。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。汽車荷載產(chǎn)生的制動力，應(yīng)按照公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范要求，根據(jù)車道數(shù)確定。剛性墩臺各種支座傳遞的制動力，按規(guī)范中的規(guī)定采用。其中，規(guī)定每個(gè)活動支座傳遞的制動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)，制動力可平均分配至各支座。對于梁橋，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。第三三節(jié)、三支座三計(jì)算一、三支座三受力三特點(diǎn)二、三板式三橡膠三支座三的設(shè)三計(jì)計(jì)三算（一三）支三座尺三寸確三定根據(jù)三橡膠三支座三和支三承墊三石混三凝土三的壓三應(yīng)力三不超三過它三們相三應(yīng)容三許承三壓應(yīng)三力的三要求三，確三定支三座平三面面三積。三在一三般情三況下三，面三積由三橡膠三支座三控制三設(shè)計(jì)三：式中：--運(yùn)營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支三座平三面尺三寸支三座高三度梁式三橋的三主梁三由溫三度變?nèi)热蛩厝谥幦a(chǎn)生三的縱三向水三平位三移，依靠三全部三橡膠三片的三剪切三變形t來實(shí)三現(xiàn),與三t的關(guān)三系為三：ah由有--三橡膠三片容三許剪三切角三的正三切，三可取三用0三.5三～0三.7三，不三計(jì)活三載制三動力時(shí)用三0.三5；三計(jì)及三活載三制動三力時(shí)三取用三0.三7，三則上三式可三寫成三：---由上部結(jié)構(gòu)溫度變化、橋面縱坡等因素，引起支座頂面相對于底面的水平位移。當(dāng)跨徑為L的簡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)的水平位移可取簡支梁向溫變變形的一半，即--活載制動力在一個(gè)支座上的水平力；--由制動力引起在支座頂面相對于底面的水平位移，可按下式計(jì)算---橡膠的剪切模量，---橡膠支座的面積。AG（二三）支三座偏三轉(zhuǎn)與三平均三壓縮三變形三驗(yàn)算主梁三受荷三撓曲三時(shí)，三梁端三將產(chǎn)三生轉(zhuǎn)三動角三為三(如三下圖三)，三但不三允許三其與三支座三間產(chǎn)三生脫三空現(xiàn)三象。三梁端三轉(zhuǎn)動三時(shí)，三支座三就受三到一三個(gè)偏三心豎三向力三的作三用，三表面三將產(chǎn)三生不三均勻三的壓三縮變?nèi)危欢巳秊槿硪蝗藶槿?，其三平均三壓縮變形三，三根據(jù)三下式三計(jì)算Nh式中三：E-三-橡三膠支三座的三彈性三模量三。當(dāng)無三試驗(yàn)三數(shù)據(jù)三時(shí)，三可查三閱<三<公三路鋼三筋混凝三土及三預(yù)應(yīng)三力混三凝土三橋涵三設(shè)計(jì)三規(guī)范>>三JT三J0三23三-8三5，三其值三與支三座的三形狀三系數(shù)有三關(guān)，三也可三按下三式計(jì)三算若梁三端轉(zhuǎn)三角已知三，或三按<三<材三料力三學(xué)>三>公三式算三得，三則有三：時(shí)，三表示三支座三與梁三底產(chǎn)三生了三部分三脫空三，支三座是三局部三承壓三。因三此設(shè)三計(jì)時(shí)三必須三保證<<三公路三鋼筋三混凝三土及三預(yù)應(yīng)三力混三凝土三橋涵三設(shè)計(jì)三規(guī)范三>>三規(guī)定三，橡三膠支三座的三最大三平均三壓縮三變形三不應(yīng)三大于三支座三橡膠三總厚三的0三.0三5倍三。其中三，a為主三梁跨三徑方三向的三支座三尺寸三，又三因固當(dāng)（三三）支三座抗三滑性三驗(yàn)算橡膠三支座三一般三直接三擱置三在墩三臺與三梁底三之間三，在三它受三到梁三體傳三來的三水平三力后三，應(yīng)三保證三支座三不滑三動，三亦即三支座三與混三凝土三之間三要有三足夠三大的三摩阻三力來三抵抗三水平三力，三故應(yīng)三滿足三下式三：無活三載作三用時(shí)有活三載作三用時(shí)--三-活三載制三動力三分在三一個(gè)三支座三上的三水平三力；三溫度三變化三等因三素分三在一三個(gè)支座三上的三水平三力。式中--三-在上三部結(jié)三構(gòu)重三力作三用下三的支三座反三力；--三-與計(jì)三算制三動力三相應(yīng)三的汽三車活三載產(chǎn)三生的三最小三支座三反力三；橡膠三支座三與混三凝土三表面三的摩三阻系三數(shù)采三用0三.3--三---三-與計(jì)三算制三動力三相應(yīng)三的汽三車活三載產(chǎn)三生的三最小三支座三反力三；橡三膠支三座與混凝三土表三面的三摩阻三系數(shù)三采用三0.三3；三與鋼三板的三摩阻三系數(shù)三采用三0.三2；（四三）成三品板三式橡三膠支三座的三選配成品三的板三式橡三膠支三座早三已形三成系三列，三故在三一