公路橋梁支座

1、 7.1支座的類型及布置支座的類型及布置 支座的作用：支座的作用： （1）傳遞上部結(jié)構(gòu)支承反力）傳遞上部結(jié)構(gòu)支承反力 （2）保證結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)所要求的變形）保證結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)所要求的變形 A P1 P HA A T P3 B l RA RB B固定支座 活動(dòng)支座 7.1.1支座的類型支座的類型 1、按容許變形的可能性：、按容許變形的可能性： 固定支座固定支座 活動(dòng)支座活動(dòng)支座 （單向、多向）（單向、多向） 2、按支座用材料：鋼支座、按支座用材料：鋼支座 橡膠支座混凝土支橡膠支座混凝土支 座座 鉛支座鉛支座 簡易油毛氈支座簡易油毛氈支座 聚四氟乙烯支座聚四氟乙烯支座 3、按按支座外形：橡膠支座分為板

2、式支座支座外形：橡膠支座分為板式支座 盆式支盆式支 座球型支座等座球型支座等 4、按支座功能：、按支座功能： 普通支座拉壓支座減震支座。普通支座拉壓支座減震支座。 7.1.2支座布置支座布置 簡支梁簡支梁 固定固定活動(dòng)活動(dòng) 懸臂梁懸臂梁 連續(xù)梁連續(xù)梁 掛梁掛梁 說明：說明：1、固定、活動(dòng)支座的布置應(yīng)以有利于墩臺(tái)傳遞縱、固定、活動(dòng)支座的布置應(yīng)以有利于墩臺(tái)傳遞縱 向水平力為原則。向水平力為原則。 （1）坡橋）坡橋 （2）多跨簡支梁橋）多跨簡支梁橋 （3）連續(xù)梁橋）連續(xù)梁橋 2、寬橋、彎橋、震區(qū)橋、寬橋、彎橋、震區(qū)橋 3、拉壓支座、拉壓支座 7.2 支座的構(gòu)造及工作原理 應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的跨徑、支點(diǎn)反

3、力的大小、梁應(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。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 鐵路橋采用鋼支座鐵路橋采用鋼支座 7.2.1 板式橡膠支座板式橡膠支座 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （一）板式橡膠支座（一）板式橡膠支座 說明：說明：板式橡膠支座無固定與活動(dòng)之分板式橡膠支座無固定與活動(dòng)之分,可采用高度不同的橡膠可采用高度不同的橡膠 板來調(diào)節(jié)各支座傳遞的水平力和位移板來調(diào)節(jié)各支座傳遞的水平力和位移 1、適用條件：、適用條件： 30m

4、以下中、小橋梁最常用的支座以下中、小橋梁最常用的支座 形式之一，主要用于混凝土梁形式之一，主要用于混凝土梁 2、變位機(jī)理：、變位機(jī)理： 不均勻壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角變位；不均勻壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角變位； 剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移。剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移。 3、目前常用板式橡膠支座、目前常用板式橡膠支座 材料選用：材料選用：氯丁橡膠（氯丁橡膠（-2560 ） 天然膠（天然膠（-3560 ） 三元乙丙膠（三元乙丙膠（-4060 ） （1）無加勁層的純橡膠支座）無加勁層的純橡膠支座 一層純橡膠，承載能力小，只用于小跨徑橋一層純橡膠，承載能力小，只用于小跨徑橋 （2）有加勁層的板式橡膠支座）有加勁層的板式橡膠支座 用薄鋼板或

5、鋼絲網(wǎng)作加勁層，用薄鋼板或鋼絲網(wǎng)作加勁層，國內(nèi)國內(nèi) 定形產(chǎn)品規(guī)格很多，參見定形產(chǎn)品規(guī)格很多，參見公路橋梁公路橋梁 板式橡膠支座板式橡膠支座(JT/T4-93) 支承反力：支承反力：10010000kN， 厚度：厚度：14mm（兩層鋼板）開始（兩層鋼板）開始 形狀：形狀：矩形、圓形（斜橋或圓柱形矩形、圓形（斜橋或圓柱形 墩）墩） 1、構(gòu)造：、構(gòu)造：普通板式橡膠支座普通板式橡膠支座+聚四氟乙烯板（聚四氟乙烯板（24mm） 梁底設(shè)不銹鋼板（梁底設(shè)不銹鋼板（f=0.06 ） 2、適用：、適用：較大跨度簡支梁橋、橋面連續(xù)的橋梁和連續(xù)梁橋；較大跨度簡支梁橋、橋面連續(xù)的橋梁和連續(xù)梁橋； 頂推施工滑板頂推施工

6、滑板 （二）聚四氟乙烯滑板式橡膠支座（二）聚四氟乙烯滑板式橡膠支座 活動(dòng)支座活動(dòng)支座 （三）球冠圓板式橡膠支座（三）球冠圓板式橡膠支座改進(jìn)的圓板式橡膠支座改進(jìn)的圓板式橡膠支座 純橡膠制成球型表面（純橡膠制成球型表面（hmax=410mm） 分為球冠圓板式橡膠支座和球冠圓板式四氟乙烯橡膠支座分為球冠圓板式橡膠支座和球冠圓板式四氟乙烯橡膠支座 幾種特殊的板式橡膠支座幾種特殊的板式橡膠支座 坡型板式橡膠支座坡型板式橡膠支座 鉛芯橡膠支座鉛芯橡膠支座 拉壓支座拉壓支座 1 3 2 5 6 7 2 4 1-上支座板；2-錨筋；3-受拉螺栓；4-承壓橡膠 塊；5-滑板；6-奧式體鋼；7-下支座板 （三）盆

7、式橡膠支座（三）盆式橡膠支座 1、構(gòu)造組成：、構(gòu)造組成： 2、變形機(jī)理：、變形機(jī)理： 橡膠板橡膠板承壓和轉(zhuǎn)動(dòng)；承壓和轉(zhuǎn)動(dòng)； 聚四氟乙烯板和不銹鋼板聚四氟乙烯板和不銹鋼板水平位移水平位移 注：注：還可分為：固定、多向活動(dòng)、單向活動(dòng)還可分為：固定、多向活動(dòng)、單向活動(dòng) 3、與板式橡膠支座相比有哪些特點(diǎn)：、與板式橡膠支座相比有哪些特點(diǎn)： （1）變形機(jī)理）變形機(jī)理 （2）橡膠處于有側(cè)限受壓狀態(tài)）橡膠處于有側(cè)限受壓狀態(tài) 承載能力高（承載能力高（1000kN50000kN） （3）聚四氟乙烯板和不銹鋼板間摩擦系數(shù)?。ǎ┚鬯姆蚁┌搴筒讳P鋼板間摩擦系數(shù)小（ =0.06） 水平位移量大（水平位移量大（+40mm

8、+250mm） （4）轉(zhuǎn)動(dòng)靈活（）轉(zhuǎn)動(dòng)靈活（40） 特別適用于大跨徑橋梁特別適用于大跨徑橋梁 特殊的盆式橡膠支座特殊的盆式橡膠支座盆式球型支座盆式球型支座 1、構(gòu)造：、構(gòu)造： 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：受力均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)量大受力均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)量大 3、適用：、適用：特別適合于曲線橋、寬橋和斜橋，特別適合于曲線橋、寬橋和斜橋，低溫地區(qū)低溫地區(qū)。 1、適用條件：、適用條件： 鐵路：鐵路：lb45m 公路：公路：lb10m 2、構(gòu)造：、構(gòu)造： 幾層油毛氈或石棉（幾層油毛氈或石棉（h1cm） 3、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 構(gòu)造簡單，變形性能差構(gòu)造簡單，變形性能差 7.2.4 其他支座其他支座 一、簡易墊層支座一、簡易墊層支座

9、上、下墊板（厚上、下墊板（厚45cm） （ =0.2） 齒板或銷釘（固定）齒板或銷釘（固定） 3、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 用鋼量大，加工麻煩用鋼量大，加工麻煩 1、適用條件：、適用條件： lb13m的懸臂梁橋的掛孔的懸臂梁橋的掛孔 2、構(gòu)造：、構(gòu)造： 上、下兩端各置弧形鋼上、下兩端各置弧形鋼 板固定支座一個(gè)板固定支座一個(gè) 中部為一鋼筋砼柱中部為一鋼筋砼柱 3、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 優(yōu)：優(yōu)：（1）變形量大且靈活）變形量大且靈活 （2） =0.06 （3）承載能力高（）承載能力高（50006000kN） （4）高度變化靈活（）高度變化靈活（2030cm，甚至，甚至100cm） 缺：缺：制作復(fù)雜，安裝困難，只能作

10、為活動(dòng)支座制作復(fù)雜，安裝困難，只能作為活動(dòng)支座 弧形鋼弧形鋼 板支座板支座 鋼筋砼板鋼筋砼板 柱式支座柱式支座 一、支座受力特點(diǎn)一、支座受力特點(diǎn) （1 1）豎向力：有結(jié)構(gòu)自重的反力。在計(jì)算汽車荷載支座反豎向力：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)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。分別計(jì)算支座的最大豎向力和最大上拔力。 （2 2）水平力：直線橋，一般僅計(jì)縱向水平力。斜橋和彎橋，）水平力：直線橋，一般僅計(jì)縱向水平力。斜橋和彎橋， 還需考慮由汽車荷載的離心力或其它原因產(chǎn)生的橫向水平還需考慮由

11、汽車荷載的離心力或其它原因產(chǎn)生的橫向水平 力力. . 4.3 板式橡膠支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算板式橡膠支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （3 3）汽車荷載的制動(dòng)力：按規(guī)范要求，據(jù)車道數(shù)確）汽車荷載的制動(dòng)力：按規(guī)范要求，據(jù)車道數(shù)確 定。剛性墩臺(tái)各種支座傳遞的制動(dòng)力，按規(guī)范采用。定。剛性墩臺(tái)各種支座傳遞的制動(dòng)力，按規(guī)范采用。 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)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。力可平均分配至各支座。 （4）對(duì)于梁橋，地震地區(qū)橋梁支座的外力計(jì)算，應(yīng)對(duì)于梁橋，地震地區(qū)橋梁支座的

12、外力計(jì)算，應(yīng) 根據(jù)設(shè)計(jì)的地震烈度，按根據(jù)設(shè)計(jì)的地震烈度，按的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和組合的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和組合 計(jì)算內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容: （1 1）確定平面尺寸確定平面尺寸a ab b； （2 2）確定支座的厚度）確定支座的厚度h h； （3 3）驗(yàn)算支座受壓偏轉(zhuǎn)情況；）驗(yàn)算支座受壓偏轉(zhuǎn)情況； （4 4）驗(yàn)算支座的抗滑移穩(wěn)定性；）驗(yàn)算支座的抗滑移穩(wěn)定性； 1. 確定支座的平面尺寸確定支座的平面尺寸 由橡膠板的抗壓強(qiáng)度和梁部或墩臺(tái)頂砼的局由橡膠板的抗壓強(qiáng)度和梁部或墩臺(tái)頂砼的局 部承壓強(qiáng)度確定部承壓強(qiáng)度確定 對(duì)橡膠板：對(duì)橡膠板： （7.1） c e ck A R 說明：說明：極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)， Ncj

13、計(jì)算反力，計(jì)算反力， isscj NN 10 c d A A 局部承壓提高系數(shù)局部承壓提高系數(shù) m b abacj /RllN對(duì)混凝土對(duì)混凝土: 注：一般由橡膠板的強(qiáng)度控制注：一般由橡膠板的強(qiáng)度控制 2. 確定支座的厚度確定支座的厚度 支座厚度支座厚度h=橡膠片總厚度橡膠片總厚度t+薄鋼板總厚薄鋼板總厚 關(guān)鍵在于關(guān)鍵在于te，已知縱向水平位移，則，已知縱向水平位移，則 tgtg e l t 允許剪切角正切允許剪切角正切 值；以值；以橋規(guī)橋規(guī) 取值：不計(jì)制動(dòng)取值：不計(jì)制動(dòng) 力：力：0.5 計(jì)制動(dòng)力：計(jì)制動(dòng)力：0.7 bae ebk e eeFbk llG tF G tt 2 = 所以：所以： b

14、a bk g e lGl F . t 2 70 G=2G tes,utes,l tes la h l 制動(dòng)力 g 2 e t Fbkg 43. 1 e t ueseslese ttntt , ) 1( 同時(shí)，考慮到橡膠支座的穩(wěn)定性，同時(shí)，考慮到橡膠支座的穩(wěn)定性，橋規(guī)橋規(guī)規(guī)定規(guī)定te應(yīng)滿應(yīng)滿 足下列條件：足下列條件： 矩形支座矩形支座: （為（為矩形支座短邊尺寸）矩形支座短邊尺寸） 圓形支座：圓形支座： （d為圓形支座的直徑）為圓形支座的直徑） 支座鋼板的厚度，一般按下式確定：支座鋼板的厚度，一般按下式確定： 510 a e a l t l 510 d t d e se lesuesckp s

15、A ttRK t )( , 8 . 7)( 2 1 2,1 , be eck ee eck ccmc EA tR EA tR 3 3驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)情況驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)情況 cm c,1 圖7.13 支座偏轉(zhuǎn)圖式 Rck h la c,2 la/2 12. 7)( 1 1 ,2,cc a l 梁端轉(zhuǎn)角可表示為：梁端轉(zhuǎn)角可表示為： 聯(lián)立解得：聯(lián)立解得： 13. 7 2 a , l EA tR EA tR be eck ee eck mc = emc t07. 0 , 為保支座穩(wěn)定，為保支座穩(wěn)定，橋規(guī)橋規(guī)規(guī)定：規(guī)定： 0 2 a ,1 , l mcc= Ee與支座形狀系數(shù)與支座形狀系數(shù)S有關(guān)有關(guān) 原：

16、原： 現(xiàn)：現(xiàn)： 矩形支座矩形支座： 圓形支座：圓形支座： )(2 00 00 baes ba llt ll S es t d S 4 0 2 4 . 5SGE ee MPa418-530S1 . 0 e E 4. 4. 驗(yàn)算支座的抗滑移穩(wěn)定性：驗(yàn)算支座的抗滑移穩(wěn)定性： 保證支座與砼間有足夠的摩擦力來抵抗水平力保證支座與砼間有足夠的摩擦力來抵抗水平力 板式橡膠支座板式橡膠支座: : （1 1）不計(jì)制動(dòng)力時(shí)）不計(jì)制動(dòng)力時(shí)： （2 2）計(jì)入制動(dòng)力時(shí)）計(jì)入制動(dòng)力時(shí) ： e l geGk t AGR 4 . 1 bk e l geck F t AGR 4 . 1 對(duì)于聚四氟乙烯滑板式支座的摩擦力產(chǎn)生的剪

17、切變形不對(duì)于聚四氟乙烯滑板式支座的摩擦力產(chǎn)生的剪切變形不 應(yīng)大于支座內(nèi)橡膠層容許的剪切變形，應(yīng)大于支座內(nèi)橡膠層容許的剪切變形， （1 1）不計(jì)制動(dòng)力時(shí)）不計(jì)制動(dòng)力時(shí)： （2 2）計(jì)入制動(dòng)力時(shí)）計(jì)入制動(dòng)力時(shí) ： tan geGkf AGR tan geCkf AGR 例例7.1： 已知：計(jì)算跨徑已知：計(jì)算跨徑19.5m，梁長梁長L=19.96m。計(jì)算溫。計(jì)算溫 差為差為36，安全設(shè)計(jì)等級(jí)取二級(jí)。邊主梁人群最大，安全設(shè)計(jì)等級(jí)取二級(jí)。邊主梁人群最大 支點(diǎn)反力支點(diǎn)反力17.7KN，車道集中荷載最大支點(diǎn)反力，車道集中荷載最大支點(diǎn)反力 110.70KN，車道均布荷載最大支點(diǎn)反力，車道均布荷載最大支點(diǎn)反力44.5KN， 恒載支點(diǎn)反力標(biāo)準(zhǔn)值恒載支點(diǎn)反力標(biāo)準(zhǔn)值=157.00KN。假設(shè)梁的抗彎剛。假設(shè)梁的抗彎剛 度度B=0.19877107KN/m2， ， 確定：支座的型號(hào)和規(guī)格。確定：支座的型號(hào)和規(guī)格。 步驟：步驟： （1 1）確定支座的平面尺寸）確定支座的平面尺寸 m b abacj RllN/ （2）確定支座高度）確定支座高度 3、驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)情況、驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)情況 4、驗(yàn)算支座抗滑移情況、驗(yàn)算支座抗滑移情況 c e ck A R le t 2 bae bk g e llG F t 2 7 . 0 510 a e a l t l