支座施工（高速鐵路橋涵施工）

14.1橋梁支座類型與構(gòu)造CONTENTS目錄1支座的作用和要求2支座的類型PART01支座的作用和要求支座的作用和要求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。要求支座具有足夠的承載力，對(duì)設(shè)計(jì)要求的變形的約束盡可能的小，同時(shí)便于安裝、維護(hù)或更換。PART02支座的類型支座的類型支座分類1.按變位的可能性分:固定支座和可動(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)。活動(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.按支座材料分：鋼支座、橡膠支座、特種支座等。鋼支座分為弧板支座、搖軸支座和輥軸支座。橡膠支座分為板式橡膠支座、盆式橡膠支座、聚四氟乙烯橡膠支座。支座的類型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,目前仍應(yīng)用于鐵路橋梁，主要用于鋼橋或大跨徑混凝土橋。缺點(diǎn)：支座構(gòu)造復(fù)雜，用鋼量大，易銹蝕，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高。支座的類型鋼支座1）弧形鋼板支座由上、下兩塊支座墊板及齒板或銷釘組成，上墊板是一平板（或弧面），下墊板的頂面是一曲率很大的弧面?；⌒武摪逯ёㄟ^上墊板沿著下墊板弧形接觸面的相對(duì)滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)水平位移和轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于固定支座，則通過焊接在上、下墊板之間的齒板或銷釘來(lái)限制支座的是水平位移，活動(dòng)支座將上墊板銷釘孔改成橢圓孔。目前不少橋梁的弧形支座已被板式橡膠支座代替。特點(diǎn)：反力能較集中傳遞，梁端也能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。但伸縮時(shí)須克服較大的摩阻力，所以只適用于較小跨度的梁。支座的類型鋼支座支座的類型鋼支座搖軸支座：分為固定支座和活動(dòng)支座?；顒?dòng)支座由底板、搖軸和直接與粱底相連的頂板組成，搖軸的頂面和底面均做成園曲面形，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并由搖軸轉(zhuǎn)動(dòng)頂面、底面的位移差，來(lái)適應(yīng)水平位移。固定支座由頂板、搖軸組成，搖軸的底面為水平面，直接與墩臺(tái)頂面連接，此支座只能轉(zhuǎn)動(dòng)，不能位移。支座的類型鋼支座輥軸支座：適用于大跨度混凝土橋和鋼橋。通常由若干個(gè)小直徑的輥軸并列、組聯(lián)在一起。通過輥軸的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)粱體水平位移和轉(zhuǎn)動(dòng)。輥軸的數(shù)量視支座反力大小決定。為保證各輥軸之間的相對(duì)位置，在輥軸兩端中心設(shè)置連桿，使各輥軸平行轉(zhuǎn)動(dòng)。支座的類型搖軸輥軸支座支座的類型橡膠支座橡膠是一種優(yōu)良的彈性材料，有很好的強(qiáng)度和韌性。橡膠支座不僅可滿足支座在受力和變形方面的各項(xiàng)功能要求，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，結(jié)構(gòu)高度小，加工安裝方便。另外它能方便地適應(yīng)任意方向的變形，特適宜于寬橋、曲線橋和斜交橋。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。支座的類型橡膠支座1）板式橡膠支座板式橡膠支座由多層橡膠片和薄鋼板（為剛性加勁物）硫化粘合而成。它有足夠的豎向剛度，能將上部構(gòu)造的反力可靠地傳給墩臺(tái)，有良好的彈性，以適應(yīng)粱端的轉(zhuǎn)動(dòng)；又有較大的剪切變形能力，以滿足上部構(gòu)造的水平位移要求。形狀有矩形和圓形，矩形支座應(yīng)用較普遍；圓形支座在各方向上有相同的特性，可適應(yīng)橋梁在各方向的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)，常用于環(huán)形立交橋、彎橋等上。支座的類型橡膠支座1）板式橡膠支座變形機(jī)理：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，橡膠板與梁底和墩臺(tái)頂之間一般無(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。支座的類型橡膠支座支座的類型橡膠支座2）聚四氟乙烯滑板橡膠支座當(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，就必須增加橡膠板的厚度。這樣一則多耗材料，再則支座不穩(wěn),而且相鄰支座厚度可能不一，車輛駛過時(shí)會(huì)產(chǎn)生高差，行車不順。支座的類型橡膠支座2）聚四氟乙烯滑板橡膠支座為克服這一缺點(diǎn)，可在用作活動(dòng)支座的橡膠板頂面貼一片聚四氟乙烯板，再在聚四氟乙烯板與梁底之間墊上一塊光潔度很高的不銹鋼薄板。由于聚四氟乙烯板與不銹鋼板之間的摩阻力極小(摩擦系數(shù)小于橡膠支座0.04）故可利用它們之間的滑動(dòng)來(lái)滿足活動(dòng)座位移的需要。聚四氟乙烯滑板橡膠支座適應(yīng)于較大跨徑的簡(jiǎn)支梁橋，還被大量用作滑塊使用，可用在橋梁的頂推施工中作滑塊。鐵路上還利用四氟滑板來(lái)橫移道岔，可大大縮減封閉行車的時(shí)間。支座的類型橡膠支座

聚四氟板式橡膠支座構(gòu)造示意圖

1-上支座板；2-不銹鋼板；3-聚四氟乙烯板；

4-防護(hù)罩；5-A3鋼板；6-橡膠支座的類型橡膠支座3）盆式橡膠支座盆式橡膠支座是由鋼構(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)靈活等優(yōu)點(diǎn)，適用于支反力為1000kN以上的大跨度橋梁。工作原理：利用設(shè)在鋼盆內(nèi)的橡膠塊實(shí)現(xiàn)對(duì)上部結(jié)構(gòu)承壓和轉(zhuǎn)動(dòng)，利用中間鋼板上的四氟板與頂面上不銹鋼板之間的平面滑動(dòng)適應(yīng)橋梁較大的水平位移。由于彈性橡膠塊在鋼盆內(nèi)處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，只要鋼盆不破壞，橡膠就永遠(yuǎn)不會(huì)喪失承載力，因此可獲得較大的承載能力。支座的類型橡膠支座盆式橡膠支座與板式橡膠支座的主要區(qū)別在于：它不是利用置于橡膠中的加勁物來(lái)加強(qiáng)橡膠，而是將素橡膠板置于圓形鋼盆內(nèi)來(lái)加強(qiáng)橡膠。常用盆式橡膠支座由上支座板、不銹鋼板、聚四氟乙烯(PTFE)板、圓鋼盆、橡膠板、緊箍圈、防水圈和下支座板等組成。盆式橡膠支座按其工作特征分為固定支座、多向活動(dòng)支座和單向活動(dòng)支座三種。支座的類型橡膠支座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.密封膠圈支座的類型橡膠支座多向活動(dòng)盆式橡膠支座（DX）縱向活動(dòng)支座（ZX）支座的類型橡膠支座固定支座（GD）支座的類型橡膠支座GPZ單向支座GPZ多向支座支座的類型特種支座隨著橋梁技術(shù)的發(fā)展和為滿足某些特殊功能的需要，研制了一些新型支座，如球冠圓板式橡膠支座、鉛芯橡膠抗震支座、拉壓支座、大噸位鑄鋼球形支座。1）球冠圓板式橡膠支座是在圓板式橡膠支座的基礎(chǔ)上作結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)而成的。其變形原理同板式橡膠支座，主要特點(diǎn)是：在圓板式橡膠支座的頂部增設(shè)了一個(gè)有純橡膠構(gòu)成的球冠部分，高為4～8cm，受力時(shí)，近于點(diǎn)支承狀態(tài)，可克服安裝后產(chǎn)生的偏壓、脫空現(xiàn)象，同時(shí)簡(jiǎn)化安裝工藝，對(duì)于坡橋，不再需要在粱底進(jìn)行調(diào)平，特別適用于2％～5％的縱橫坡橋。支座的類型特種支座支座的類型特種支座2）鉛芯橡膠支座是在一般板式橡膠支座的基礎(chǔ)上，在支座中心放入鉛棒以改善橡膠支座阻尼性能的一種抗震支座。鉛芯橡膠支座承受結(jié)構(gòu)物的重量和水平力，使鉛芯產(chǎn)生滯后阻尼的塑性變形，并通過橡膠提供水平恢復(fù)力，因此鉛芯支座既是隔振系統(tǒng)，又提供阻尼，是解決地震地區(qū)橋梁及結(jié)構(gòu)隔振系統(tǒng)相對(duì)價(jià)廉的一種支座。支座的類型特種支座支座的類型特種支座3）拉壓支座連續(xù)梁橋、斜橋及小半徑曲線橋，在運(yùn)營(yíng)荷載作用下，有時(shí)會(huì)在支座處產(chǎn)生向上的拉力，此時(shí)支座既要承受壓力又要承受拉力，必須采用拉壓支座。板式橡膠支座、盆式橡膠支座和球形支座都可做成拉壓支座，其原理是在支座中心埋設(shè)一根拉力螺栓或預(yù)應(yīng)力鋼筋，將粱底和支座墊石相連，由拉力螺栓或預(yù)應(yīng)力鋼筋承受拉力。支座的類型特種支座支座的類型特種支座4）高鐵大噸位鑄鋼支座多線鐵路大跨度橋梁恒、活載重量大。由于橋梁跨度大，支座的位移量也相當(dāng)大；由于列車速度提高，支座位移速度相應(yīng)增加，因此支座除滿足承載力要求外，應(yīng)具有良好的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)性能、減隔振性能。大噸位支座大量采用了鑄鋼球形支座，以耐久性能優(yōu)異的聚四氟乙烯一不銹鋼為摩擦副，以球形支承面滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)位移，以平面支承面滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)線位移，取消了橡膠體，提高了支座的使用壽命。南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋采用了承載力達(dá)180000kN的鑄鋼球形支座。支座的類型特種支座鉸軸滑板鑄鋼支座客貨共線CKPZ系列14.2支座的布置與安裝CONTENTS目錄1支座的布置2橋梁盆式橡膠支座安裝PART01支座的布置支座的布置支座的布置原則支座的布置，應(yīng)以有利于墩臺(tái)傳遞縱向水平力，有利于梁體的自由變形為原則：

(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)盡可能使縱向水平力的方向指向橋墩中心，以使橋墩頂部在水平力作用下受壓而不是受拉。

(3)對(duì)于橋臺(tái)，應(yīng)盡可能使縱向水平力的方向指向河岸，以使橋臺(tái)頂部受壓，并能平衡一部分臺(tái)后土壓力。支座的布置支座的布置原則原則：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。1)簡(jiǎn)支梁橋：一般一端采用固定支座,一端采用活動(dòng)支座。固定活動(dòng)多跨簡(jiǎn)支梁橋支座的布置支座的布置原則原則：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。2)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。掛梁支座的布置支座的布置原則原則：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。3)彎橋：可根據(jù)結(jié)構(gòu)朝固定一點(diǎn)沿徑向位移的概念或結(jié)構(gòu)沿曲線半徑的切線方向定向位移的概念確定。4)坡橋：宜將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺(tái)上。為了避免整個(gè)橋跨下滑影響車輛的行駛，當(dāng)縱坡大于1%或橫坡大于2%時(shí)，應(yīng)使支座保持水平，通常在設(shè)置支座的梁底面增設(shè)局部的楔形構(gòu)造。5)懸臂梁橋：錨固孔一側(cè)布置固定支座，一側(cè)布置活動(dòng)支座；掛孔支座布置與簡(jiǎn)支梁相同。PART02橋梁盆式橡膠支座安裝橋梁盆式橡膠支座安裝運(yùn)梁橋梁盆式橡膠支座安裝落梁橋梁盆式橡膠支座安裝調(diào)平橋梁盆式橡膠支座安裝安裝就位14.3支座的維護(hù)與調(diào)高CONTENTS目錄1支座維護(hù)2支座調(diào)高PART01支座維護(hù)支座維護(hù)支座維護(hù)支座設(shè)計(jì)壽命一般為20~25年，在橋梁服役期間可能要進(jìn)行多次更換。支座的檢查保養(yǎng)及更換要點(diǎn)如下(1)支座檢查保養(yǎng)①支座各部分應(yīng)每年檢查保養(yǎng)次，重點(diǎn)檢查橡膠支座有無(wú)裂縫、外鼓、變硬、老化、鋼板銹蝕等現(xiàn)象。②支座保持完整、清潔，要掃除垃圾，冬季清除積雪和冰塊，保證橋跨結(jié)構(gòu)自由伸縮，支承墊板要平整緊密③固定支座每年應(yīng)檢查錨栓牢固程度，支承墊板應(yīng)平整緊密，并及時(shí)擰緊接合螺栓支座維護(hù)支座維護(hù)④支座的金屬部分應(yīng)定期保養(yǎng)，不得銹蝕。為了防銹，支座各部分除鋼輥和滾動(dòng)面外，其余都要涂刷油漆保護(hù)。，鋼板支座涂抹潤(rùn)滑油。⑤板式橡膠支座不得產(chǎn)生超過設(shè)計(jì)要求的壓縮變形，橡膠保護(hù)層不應(yīng)開裂、變硬、老化，支承墊石頂面不應(yīng)開裂、積水，對(duì)于產(chǎn)生諸如剪切變形過大、裂縫、外鼓、壓潰等老化現(xiàn)象的支座應(yīng)立即予以更換。⑥盆式橡膠支座，固定螺栓不得剪斷損壞，應(yīng)及時(shí)擰緊松動(dòng)的螺母。⑦球形支座應(yīng)每年清除塵土、更換潤(rùn)滑油一次。支座地腳螺栓不得剪斷，橡膠密封圈不得龜裂、老化。支座相對(duì)位移應(yīng)均勻，支座高度變化不應(yīng)超過3mm;每年應(yīng)對(duì)支座鋼件(除不銹鋼滑動(dòng)面外)進(jìn)行油漆防銹處理。支座維護(hù)支座維護(hù)因橋梁基礎(chǔ)的不均勻沉降，影響著高速鐵路橋梁無(wú)砟軌道高平順性要求，目前軌道不平順的調(diào)整主要是依靠扣件留有一定的調(diào)整量,但其調(diào)高量有限，因此有必要采用可調(diào)高支座來(lái)調(diào)整工后沉降量。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)采用的調(diào)高方式有以下幾種：①墊板調(diào)高：在支座頂、底板處加設(shè)調(diào)高鋼墊板來(lái)調(diào)高；②螺旋調(diào)高：采用梯形螺紋高度調(diào)節(jié)器，調(diào)整支座高度；③楔塊調(diào)高：在支座頂板處加楔形鋼板調(diào)高；④壓注橡膠調(diào)高：壓注硅橡膠增厚支座承壓橡膠板厚度調(diào)高。PART02支座調(diào)高支座調(diào)高支座調(diào)高1.墊板調(diào)高采用加墊鋼板或抽拔鋼板方式調(diào)高是最常用較經(jīng)濟(jì)的方案之一。在普通盆式橡膠支座頂板上先加墊一塊20mm的鋼板，在支座需要調(diào)高時(shí)，先用千斤頂頂起梁體，然后抽換所需厚度的鋼板，以實(shí)現(xiàn)調(diào)高。此法需要千斤頂把梁頂起,且不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)高。2.螺旋調(diào)高此種方式支座增加了較大的梯形螺紋，用螺紋調(diào)高后，在上、下螺旋之間的空隙之中，用壓漿充填，此法也需要千斤頂頂梁。適用于特殊工程。支座調(diào)高支座調(diào)高3.楔塊調(diào)高在支座頂板上方加設(shè)一組鋼楔塊，利用楔塊調(diào)高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)高，但在調(diào)高后必須采用可靠的措施，防止楔塊在荷載作用下滑動(dòng)，故結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，調(diào)高也需事先頂梁。適用于特殊工程。4.壓注橡膠調(diào)高在支座安裝后通過壓注橡膠調(diào)高的盆式橡膠支座構(gòu)造見下圖。該支座的底板上設(shè)有壓漿管道，通過壓注橡膠提高承壓橡膠板的厚度來(lái)調(diào)高。此法不需千斤頂頂梁，通過設(shè)置多通道壓注孔，可實(shí)現(xiàn)多次調(diào)高。已在京津城際鐵路上大量使用。支座調(diào)高支座調(diào)高支座調(diào)高支座調(diào)高目前國(guó)外采用硅橡膠