桥梁的支座9级教学

桥梁的支座9级教学
2020年4月28日星期二
内容提要
• 第一节 概述 • 第二节 支座的类型与构造 • 第三节 支座的布置 • 第四节 支座的计算
第一节 概述
一、支座的作用
传递上部结构的各种荷载 适应温度、收缩徐变等因素产生的位移
二、支座分类
固定支座: 竖向力和水平力 活动支座：竖向力
三、支座布置
适用范围：特别适用于大跨径桥梁。
三、其它支座
➢球型钢支座
适应多向转动且转动量较大的情况， 特别适用于曲线桥和宽桥 。
➢拉压支座
在某些会出现拉力的支点处，必须设 置拉力支座。
➢ 抗震支座
作用是尽可能地将结构或部件与可能 引起破坏的地震地面运动分离开来。
第三节 支座的布置
一、支座布置原则
1、有利于墩台传递纵向水平力； 2、有利于梁体的自由变形为原则。
第六章 第三节 支座的计算
支座反力的确定
第三节 支座的计算
在进行桥梁支座尺寸的选定和稳定性验算时，必须先求得每个支座上 所承受的竖向力和水平力。
1. 竖向力
在计算汽车荷载的支点反力时，应按照最不利的状态布置荷载计 算，对于汽车荷载的作用，应计入冲击影响力；在可能出现拉拔 力的支点，应分别计算支座的最大竖向力和最大上拔力；对于上 部结构可能被风力掀离的桥梁，应计算其支座锚栓及有关部件的 支承力。
第二节 支座的类型与构造
一、简易支座 构造：采用由几层油毛毡或石棉做成。
特点：变形性能较差。 适用条件：适于跨径小于10m的板桥或梁桥。
二、橡胶支座
1、板式橡胶支座 ➢ 构造：由几层橡胶和薄钢片迭合而成。 ➢ 活动机理：不均匀弹性压缩实现转角θ；
剪切变形实现微量水平位移△。
➢适用范围：支座的竖向支承反 力100~10000kN左右，跨径 30m以下中、小桥。
《桥规》还规定橡胶支座的竖向 平均压缩变形 应不超过0.07
3、支座抗滑性验算
为了保证橡胶支座与梁底或墩台顶面之间不发生相对 滑动，则应满足以下条件：
不计入汽车制动力时：
计入汽车制动力时：
---在上部结构重力作用下的支座反力标准值； ---结构自重标准值与1/2汽车荷载标准值引起的支座反力； ---橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数采用0.3； ---由汽车荷载引起的制动力标准值； ---支座平面毛面积。
2. 水平力
第六章 第三节 支座的计算
正交直线桥梁的支座，一般仅需计算纵向水平力。斜桥和弯桥， 还需要计算由于汽车荷载的离心力或风力所产生的横向水平力。
支座上的纵向水平力，包括由于汽车荷载的制动力、风力、支座 摩阻力或温度变化、支座变形等引起的水平力，以及桥梁纵坡等产生 的水平力。
《规范》规定： (1)设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔 性墩台，应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成情况分配和传递 制动力；
--由制动力引起在支座顶面相对于底面的水平位移，可按下式 计算
--活载制动力在一个支座上的水平力；
G --- 橡胶的剪切模量，
A --- 橡胶支座的面积。
2、支座偏转与平均压缩变形验算
主梁受荷挠曲时，梁端将产生转动角为 (如下图)，但不允许其与支 座间产生脱空现象。梁端转动时，支座就受到一个偏心竖向力的作用， 表面将产生不均匀的压缩变形，一端为 另一端为 。
，依靠全部橡胶片的剪切变形t来实现, 与t的关系为：胶片容许剪切角的正切，可取用0.5～0.7，不计活载制动力 时用0.5；计及活载制动力时取用0.7，则上式可写成：
---由上部结构温度变化、桥面纵坡等因素，引起支座顶面相对
于底面的水平位移。当跨径为L的简支梁桥两端采用等厚橡胶
支座时，因温度变化每个支座承担的水平位移可取简支梁向 温变变形的一半，即
简支梁桥一般一端采用固定支座,一端采用活动支座. 连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座. 支座的设置应有利于墩 台传递水平力.
按支座变形的可能性，梁式桥的支座一般分成固定支座和活动支 座两种。固定支座既要固定主梁在墩台上的位置并传递竖向压力，又 要保证主梁发生挠曲时在支承处能自由转动。活动支座只传递竖向压 力，但要保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动。
4、成品板式橡胶支座的选配
成品已成系列，根据标准成品支座的目录，可选配合适 的产品。
交通部颁布的成品板式橡胶支座代号表示方法，按名称、 型式、规格及胶种等几项代码组成。
如GJZ30040047(CR)，表示公路桥梁矩形、平面尺寸 300400、厚度为47的氯丁橡胶支座；
如GYZF430054(NR)，表示公路桥梁圆形、直径300、 厚度为54、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。
说明： ➢支座的平面形状:圆形、矩形
➢无固定支座和活动支座之分
2、四氟滑板式橡胶支座
构造：普通板式橡胶支座+聚四氟乙烯板，梁底设不锈钢。 适用：较大跨度的简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续梁桥， 顶推施工滑板。
3、球冠圆板式橡胶支座
构造：改进的圆板式橡胶支座（hmax=4~10mm）。 特点：传力均匀，可明显改善或避免支座底面产生偏压、 脱空等不良现象， 适用范围：特别适应于纵横坡度较大（3％～5％）的立交桥及 高架桥。
简支梁的静力图式
第二节 支座的类型与构造
支座主要类型(按材料类型分）：
简易支座
板式橡胶支座、滑板式橡胶支座 橡胶支座
盆式橡胶支座、球冠圆板式支座 应根据桥梁结构的跨径、支点反力的大小、梁体的变 形程度等因素来选取支座类型。
中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座 大跨度连续梁桥一般采用盆式橡胶支座 铁路桥采用钢支座
二、支座布置应注意的问题
1、对于有坡桥跨结构，易将固定支座布置在标高低的墩台上； 2、对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥，宜将固定支座设置在靠近桥跨中 心； 3、 对于特别宽的梁桥，尚应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座； 4、 对于弯桥则应考虑活动支座沿弧线方向移动的可能性； 5、 对于处在地震地区的梁桥，其支座构造还应考虑桥梁防震的设施； 6、对于悬臂梁桥,锚孔一侧布置固定支座,一侧布置活动支座;挂孔支座布置 与简支梁同。
连续梁桥支座布置
第六章 第二节 支座的布置
双支座桥梁
第六章 第二节 支座的布置
多支座宽桥
第四节 支座的计算
一、支座受力特点
➢ 竖向力 结构自重的反力、汽车荷载的支点反力及其影响力。
➢ 水平力 正交直线桥梁的支座，一般仅需计算纵向水平力。 斜桥和弯桥，还需要计算由于汽车荷载的离心力或风力所
产生的横向水平力。
三 盆式橡胶支座的选用
成品盆式橡胶支座系列GPZ系列、TPZ－1系列等。 支座竖向承载力：1000kN至50000kN，有DX、SX及GD之分 ； 有效水平位移量：±40mm至±250mm，支座的容许转角为40‘ ； 合适的支座不仅应满足结构变形的需要，其最大支撑反力一般不 超过支座容许承载能力的5%，最小反力不低于容许承载力的 80%，以确证支座具有良好的滑移性能。
4、桥梁盆式橡胶支座
构造：盆式橡胶支座分固定支座与活动支座。活动盆式橡胶支座由上支座 板、聚四氟乙烯板、承压橡胶块、橡胶密封圈、中间支座板、钢紧箍圈、下 支座板以及上下支座连接板组成。组合上、中支座板构造或利用上下支座连 接板即可形成固定支座。
多向活动支座（DX） 纵向活动支座（ZX） 固定支座（GD）
4、桥梁盆式橡胶支座
变形机理： 橡胶板——承压和转动； 聚四氟乙烯板和不锈钢板——水平位移。
注：还可分为：固定、多向活动、单向活动
特点： 橡胶处于有侧限受压状态； 承载能力高（1000kN~50000kN）； 聚四氟乙烯板和不锈钢板间摩擦系数小（μ=0.06）； 水平位移量大（+40mm~+250mm）； 转动灵活（40‘）。
二、板式橡胶支座的设计计算
1、支座尺寸确定
•支座平面尺寸
根据橡胶支座和支承垫石混凝土的压应力不超过它们相应容许承压应力的 要求，确定支座平面面积。在一般情况下，面积由橡胶支座控制设计：
——支座压力标准值，汽车荷载应记入冲击系数. ——橡胶支座使用阶段的平均压应力限值.
•支座高度
梁式桥的主梁由温度变化等因素在支座处产生的纵向水平位移
第六章 第三节 支座的计算
(2)设有板式橡胶支座的简支梁刚性墩台，按单跨两端的板式橡胶支 座的抗推刚度分配制动力； (3)设有固定支座、活动支座（滚动或摆动支座、聚四氟乙烯板支座 ）的刚性墩台传递的汽车制动力，根据梁体受力的不同、墩（台）位 置的不同以及支座类型按不同规定采用，且规定每个活动支座传递的 制动力不得大于其摩阻力，当大于摩阻力时，按摩阻力计算。