橋梁支座的作用及布設(shè)原則

1、橋梁支座的作用及布設(shè)原則一、橋梁支座的作用和要求支座設(shè)置在橋梁的上部結(jié)構(gòu)與墩臺(tái)之間，它的作用是：(1)傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力，包括恒載和活載引起的豎向力和水平力；(2)保證結(jié)構(gòu)在活載，溫度變化，混凝土收縮和徐變等因素作用下能自由變形，以使上、下部結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況符合結(jié)構(gòu)的靜力圖式。二,、橋梁支座的分類1、按其變位的可能性固定支座活動(dòng)支座固定支座傳遞豎向力和水平力，允許上部結(jié)構(gòu)在支座處能自由轉(zhuǎn)動(dòng)但不能水平移動(dòng)；活動(dòng)支座則只傳遞豎向力，允許上部結(jié)構(gòu)在支座處既能自由轉(zhuǎn)動(dòng)又能水平移動(dòng)?；顒?dòng)支座又可分為多向活動(dòng)支座(縱向，橫向均可自由移動(dòng))和單向活動(dòng)支座(僅一個(gè)方向可自由移動(dòng))。、2.按材料分簡(jiǎn)易支座

2、鋼支座鋼筋混凝土支座橡膠支座特種支座(如減震支座，拉力支座等)三、橋梁支座的布置原則(1)對(duì)于有坡橋跨結(jié)構(gòu)，易將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺(tái)上(2)對(duì)于連續(xù)梁橋及橋面連續(xù)的簡(jiǎn)支梁橋，為使全粱的縱向變形分散在梁的兩端，宜將固定支座設(shè)置在靠近橋跨中心；但若中間支點(diǎn)的橋墩較高或因地基受力等原因，對(duì)承受水平力十分不利時(shí)，可根據(jù)具體情況將固定支座布置在靠邊的其它墩臺(tái)上(3)對(duì)于特別寬的梁橋，尚應(yīng)設(shè)置沿縱向和橫向均能移動(dòng)的活動(dòng)支座。對(duì)于彎橋則應(yīng)考慮活動(dòng)支座沿弧線方向移動(dòng)的可能性。對(duì)于處在地震地區(qū)的梁橋，其支座構(gòu)造還應(yīng)考慮橋梁防震的設(shè)施，通常應(yīng)確保由多個(gè)橋墩分擔(dān)水平力。固定支座和活動(dòng)支座的布置，應(yīng)以有利于墩臺(tái)

3、傳遞縱向水平力為原則。(1)對(duì)于橋跨結(jié)構(gòu)，最好使梁的下緣在水平力的作用下受壓，從而能抵消一部分豎向荷載在梁下緣產(chǎn)生的拉應(yīng)力。(2)對(duì)于橋墩，應(yīng)盡可能使水平力的方向指向河岸，以使橋墩頂部在水平力作用下不是受拉。(3)對(duì)于橋臺(tái)，應(yīng)盡可能使水平力的方向指向橋墩中心，以使橋臺(tái)頂部受壓，并能平衡一部分臺(tái)后土壓力。四、橋梁支座布置注意事項(xiàng)：橋梁支座的布置方式，主要根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式及橋梁的寬度確定.簡(jiǎn)支梁橋一端設(shè)固定支座，另一端設(shè)活動(dòng)支座.鐵路橋梁由于橋?qū)捿^小，支座橫向變位很小,一般只需設(shè)置單向活動(dòng)支座(縱向活動(dòng)支座)，公路T形梁橋由于橋面較寬，因而要考慮支座橫橋向移動(dòng)的可能性；即在固定墩上設(shè)置一個(gè)固定支

4、座，相鄰的支座設(shè)置為橫向可動(dòng)、縱向固定的單向活動(dòng)支座，而在活動(dòng)墩上設(shè)置一個(gè)縱向活動(dòng)支座(與固定支座相對(duì)應(yīng)),其余均設(shè)置多向活動(dòng)支座。連續(xù)梁橋每聯(lián)只設(shè)一個(gè)固定支座。為避免梁的活動(dòng)端伸縮縫過(guò)大；固定支座宜置于每聯(lián)的中間支點(diǎn)上。但若該處墩身較高，則應(yīng)考慮避開(kāi)或采取特殊措施，以避免該墩身承受水平力過(guò)大。曲線連續(xù)梁橋的支座布置會(huì)直接影響到梁的內(nèi)力分布；同時(shí)，支座的布置應(yīng)使其能充分適應(yīng)曲梁的縱、橫向自由轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的可能性，通常宜采用球面支座，且為多向活動(dòng)支座；止匕外，曲線箱梁中間常設(shè)單支點(diǎn)支座，僅在一聯(lián)梁的端部(或橋臺(tái)上)設(shè)置雙支座，以承受扭矩，有意將曲梁支點(diǎn)向曲線外側(cè)偏離，可調(diào)整曲梁的扭矩分布。當(dāng)橋梁位

5、于坡道上時(shí)，固定支座應(yīng)設(shè)在較低一端，以使梁體在豎向荷載沿坡度方向分力的作用下受壓，以便能抵消一部分豎向荷載產(chǎn)生的梁下緣拉力，當(dāng)橋梁位于平坡上時(shí)，固定支座宜設(shè)在主要行車方向的前端。橋梁的使用效果與支座能否準(zhǔn)確地發(fā)揮其功能有著密切的關(guān)系，因此在安放支座時(shí)，應(yīng)使上部結(jié)構(gòu)的支座位置與下部結(jié)構(gòu)的支座中線對(duì)中，但絕對(duì)的對(duì)中是很難做到的，因此要注意使可能的偏心在允許的范圍內(nèi)，不致影響支座的正常工作。正確地確定支座所承受的荷載和活動(dòng)支座的位移量，關(guān)系到支座的使用壽命。一般而言，固定支座除承受豎向壓力外，還必須能承受水平力，其中包括可能產(chǎn)生的制動(dòng)力、風(fēng)力、活動(dòng)支座的摩阻力、主梁彈性撓曲對(duì)支座的拉力等，這些水平力

6、總是應(yīng)當(dāng)偏大地取用，且要求支座伸至上、下部結(jié)構(gòu)中進(jìn)行錨固或銷結(jié)。對(duì)于彎、斜和寬橋，支座的受力比較復(fù)雜，需要認(rèn)真從三個(gè)坐標(biāo)方向去研究，即使是在同一支座位置，不同的部位在受力上可能會(huì)有很大的差別。位移量的計(jì)算要考慮各種可能出現(xiàn)的工況。(1)對(duì)溫差產(chǎn)生的位移要有足夠的估計(jì)。(2)橋梁的撓曲，基礎(chǔ)的不均勻沉降都會(huì)產(chǎn)生縱向位移，對(duì)于高橋墩，墩頂位移可通過(guò)活動(dòng)支座上的擋塊加以限制，它能使基底反力變化，并且阻止不均勻沉降；(3)由于一些不可估計(jì)的因素，通常計(jì)算的位移量宜乘以1.3左右的安全系數(shù)。梁橋支座的支承面一般是水平的。第二節(jié)橋梁支座的類型和構(gòu)造、簡(jiǎn)易墊層支座簡(jiǎn)易支座是指在梁底和墩臺(tái)頂面之間設(shè)置墊層來(lái)支

7、承上部結(jié)構(gòu).墊層可用油毛氈，石棉板或鉛板等做成，利用這些材料比較柔軟又具有一定強(qiáng)度的特性來(lái)適應(yīng)梁端比較微小的轉(zhuǎn)動(dòng)與伸縮變形的要求，并承受支點(diǎn)荷載.固定的一端，加設(shè)套在鐵管中的錨釘錨固.錨釘預(yù)埋在墩臺(tái)帽內(nèi).簡(jiǎn)易支座僅適于跨度10m以下的公路橋和4m以下的鐵路板橋.由于這種支座自由伸縮性差，為避免主梁端部和墩臺(tái)混凝土拉裂，宜在支座部位的梁端和墩臺(tái)頂面布設(shè)鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)。二、鋼支座1、鑄鋼支座2、特殊鋼支座鋼支座是靠鋼部件的滾動(dòng)、搖動(dòng)和滑動(dòng)來(lái)完成支座的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)的。特點(diǎn):承載能力強(qiáng)，能適應(yīng)橋梁的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)的需要，目前仍廣泛應(yīng)用于鐵路橋梁。鋼支座常用的有鑄鋼支座和特種鋼支座。1.鑄鋼支座(1)平板支座(2

8、)弧形支座(3)搖軸支座(4)輾軸支座鑄鋼支座使用碳素鋼或優(yōu)質(zhì)鋼經(jīng)過(guò)制模、翻砂、鑄造、熱處理、機(jī)械加工和表面處理制成，是一種傳統(tǒng)形式的支座。各類支座基本上都由可以相對(duì)擺動(dòng)的。所謂上、下擺組成.搖軸與輾軸支座還包括搖軸(可以看作下擺),輾軸與底板。三、鋼筋混凝土支座1 .鋼筋混凝擺柱式支座鋼筋混凝土擺柱式支座可用于跨徑大于或等于20m的公路梁橋，或跨徑大于13m的公路懸臂梁橋的掛孔.它的水平位移量較大，承載力為5500kN左右，摩阻系數(shù)為0.05.鋼筋混凝土擺柱放在梁底與支承墊石之間，它的上下兩端各放弧形固定鋼支座一座.擺柱由4050號(hào)混凝土制成，柱體內(nèi)一般按含筋率約為0.5%左右配置豎向鋼筋，

9、同時(shí)要配置水平鋼筋網(wǎng)，以承受支座受豎向壓力時(shí)所產(chǎn)生的橫向拉力。2 .混凝土較混凝土較有各種類型.橋梁上常用弗萊西奈錢，它是利用頸縮部分混凝土的雙向或三向應(yīng)力狀態(tài)而使其承壓能力提高，并可沿較豎向軸線作少量轉(zhuǎn)動(dòng).混凝土較是最簡(jiǎn)單，也是最便宜的中心可轉(zhuǎn)動(dòng)的支座。混凝土較需要在校頸上，下設(shè)置足以抵抗橫向拉應(yīng)力的鋼筋，較頸高度為錢頸寬度的1/21/3.較頸部分應(yīng)做成順滑的拋物線形，較頸兩旁可用瑪締脂或?yàn)r青材料填塞.混凝土校曾多次在大跨徑橋梁中采用，支承反力可達(dá)10000kN.它的優(yōu)點(diǎn)是支座高度小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，用鋼量少；缺點(diǎn)是不能抵抗拉力，不能調(diào)整高度，轉(zhuǎn)動(dòng)量少，不便于更換和修理。四、橡膠支座橡膠支座與其它

10、金屬剛性支座相比，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便，節(jié)省鋼材，造價(jià)低，結(jié)構(gòu)高度小，安裝方便等一系列優(yōu)點(diǎn).此外，橡膠支座能方便地適應(yīng)任意方向的變形，故對(duì)于寬橋，曲線橋和斜橋具有特別的適應(yīng)性.橡膠的彈性還能消減上，下部結(jié)構(gòu)所受的動(dòng)力作用，這對(duì)于抗震也十分有利。在橋梁工程中使用的橡膠支座大體上可分為兩類，即板式橡膠支座和盆式橡膠支座。(1)板式橡膠支座(2)盆式橡膠支座板式橡膠支座是僅用一塊橡膠板做成的適用于中，小跨度橋梁的一種簡(jiǎn)單橡膠支座，它的活動(dòng)機(jī)理是：利用橡膠的不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角，利用其剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移。因橡膠與鋼或混凝土之間有足夠大的摩阻力(摩擦系數(shù)0.250.40朦膠板與梁底和墩臺(tái)頂之間一般

11、無(wú)須連接.在墩臺(tái)頂部，需鋪設(shè)一層砂漿，以保證支座放置平穩(wěn)。采用橡膠支座可以不設(shè)固定支座，所有水平力由各個(gè)支座均勻分擔(dān)，必要時(shí)也可采用不等高的橡膠板來(lái)調(diào)節(jié)各支座傳遞的水平力。無(wú)加勁層的純橡膠支座，由于其容許壓應(yīng)力甚小，約為3000kPa,故只適合于小跨徑橋梁.常用的板式橡膠支座都用幾層薄鋼板或鋼絲網(wǎng)作為加勁層，由于橡膠片之間的加勁層能起阻止橡膠片側(cè)向膨脹的作用，從而顯著提高了橡膠片的抗壓強(qiáng)度和支座的抗壓剛度，其抗壓容許應(yīng)力可以達(dá)到810MPa,而加勁物對(duì)橡膠板的轉(zhuǎn)動(dòng)變形和剪切變形幾乎沒(méi)有影響.加勁板式橡膠支座的承載能力可達(dá)2000-8000kN,目前已廣泛用于中、小跨度的公路及鐵路橋梁。國(guó)內(nèi)使用的橡膠以氯丁橡膠為主，也可采用天然橡膠。氯丁橡膠的使用溫度不低于-25C,天然橡膠不低于-40Co盆式橡膠支座的一般構(gòu)造當(dāng)活動(dòng)支座的位移量較大時(shí)，要使橡膠板產(chǎn)生相應(yīng)較大的剪切變形，