第二篇 混凝土梁式桥9章

梁式ຫໍສະໝຸດ 支座9.2支座的类型和构造
9.2.1 橡胶支座 9.2.1.1板式橡胶支座
1. 普通板式橡胶支座 国产板式橡胶支座的竖向支承反力可 达100~10000kN左右，30m以下中、 小桥梁最常用的支座形式之一。 变位机理： 不均匀压缩实现转角变位； 剪切变形实现水平位移。
梁式桥支座
目前常用板式橡胶支座 氯丁橡胶（-25℃~60℃ ） 天然胶（-35℃~60℃ ） 三元乙丙胶（-40℃~60℃ ）
梁式桥支座
9.1.2支座布置
（1）对预制装配式简支梁桥，工程中一般选用板式橡 胶支座形式 （2）悬臂梁桥的锚固跨也应在一侧设置固定支座，另 一侧设置活动支座。 （3）对于连续梁桥，应在每联的一个桥墩（或桥台） 上设置固定支座，其他墩台上均应设置活动支座。 （4）对于处在地震区的桥梁，其支座构造还应考虑桥 梁防震的设施，通常应确保由多个桥墩分担水平力。
梁式桥支座
9.3.4盆式橡胶支座的选用
实际工程中，设计人员主要是根据支座反力和变形直接 在成品目录上选配适合的支座，同时考虑温度和地震两 个因素，以确定适配常温型和耐寒型支座和采用何种抗 震型支座或减隔震装置。 合适的支座不仅应满足结构变形的需要，其最大支承反 力一般不超过支座容许承载力的5％，最小支承反力不 低于容许承载力的80％，以确保支座具有良好的滑移性 能。
梁式桥支座
第9章 梁式桥的支座
梁式桥支座
9.1支座的功能与布置原则
9.1.1支座的功能与要求
支座的作用：
（1）传递上部结构支承反力 （2）保证结构满足设计所要求的变形
P1 P P3
θ
HA
A
θ
T
l
B
固定支座 A
活动支座 B
RA
RB
梁式桥支座
9.1.1 支座的类型
1、按容许变形的可能性：① 固定支座② 活动支座 （单向、多向） 2、按支座用材料：①钢支座 ②橡胶支座③混凝土支 座 ④铅支座 ⑤简易油毛毡支座 ⑥聚四氟乙烯支座 3、按支座外形：橡胶支座分为①板式支座 ②盆式支 座③球型支座等 4、按支座功能： ①普通支座②拉压支座③减震支座。
梁式桥支座
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（2~4mm） 梁底设不锈钢板（μf=0.06 ） 适用：较大跨度简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续梁桥； 顶推施工滑板
梁式桥支座
3.球冠板式
纯橡胶制成球型表面（hmax=4~10mm） 分为球冠圆板式橡胶支座和球冠圆板式四氟乙烯橡胶支座
梁式桥支座
坡形板式橡胶支座
《桥通规》（JTG D60-2004）和《板式支座》(JT/T42004)中明确指出：公路桥梁工程不宜使用带球冠的橡胶 支座或坡形的橡胶支座。
梁式桥支座
9.2.1.2盆式橡胶支座
1.构造组成：
梁式桥支座
2、变形机理： 利用设置在钢盆中的橡胶板的不均匀压缩实现转动的 功能，利用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的相对滑动 来适应桥梁的水平位移要求。 3、与板式橡胶支座相比有哪些特点： 板式橡胶支座相比，盆式橡胶支座具有承载能力大、 水平位移量大、转动灵活（不小于0.02rad）等优点
思 考 题
1. 桥梁支座应具备什么功能? 2. 支座的基本布置原则是什么？ 3. 公路桥梁支座有哪些类型？ 4. 板式橡胶支座的构造及变形机理是什么? 5. 盆式橡胶支座的构造及变形机理是什么? 6. 简述板式橡胶支座的计算要点。
正交直线桥梁，一般仅计算纵向水平力。斜桥和弯桥， 还需要计算由于汽车荷载的离心力或风力等原因所产生 的横向水平力。 2.支座的变形分析 支座的水平位移包括纵向位移、横向位移及·梁端转角。
梁式桥支座
9.3.2板式橡胶支座的设计计算
9.3.2.1确定支座的平面尺寸
假定平面尺寸la×lb或d 对橡胶板：
3.钢筋砼摆柱式支座 摆柱式支座的承载能力高（达5000~6000kN），摩擦系数小 （仅0.05），变形量大并且灵活，高度变化范围大（20~l00 cm以上）。但是其制作工艺复杂，安装困难，且只能作为 活动支座
梁式桥支座
9.3支座的设计与选用
9.3.1支座的受力与变形分析
1.支座的受力特点 竖向力：自重反力、可变作用支点反力及其影响力。
KQGZ抗震型球形钢支座
铅芯橡胶支座
梁式桥支座
9.2.3其他类型的支座简介
1. 简易垫层支座 对于标准跨径10m以下的公路桥和4m以下的铁路桥，可 不设专门的支座结构，而直接采用由几层油毛毡或石棉做 成的简易支座。
梁式桥支座
2.钢支座 常见的钢支座有弧形支座、平板支座、摇轴支座和辊轴 支座四类
梁式桥支座
ts =
K p Rck (t es ,u + t es ,l ) Aeσ s
梁式桥支座
9.3.2.3验算支座的偏转情况
δ c ,m
R ck
Rck t e Rck t e 1 = (δ c ,1 + δ c , 2 ) = + Ae E e Ae E b 2
梁端转角可表示为：
δ c,2
(7 .8 )
Δl
tes,u
tes,l
tes
α
h la
te ≥ 1.43(∆ g + ∆ Fbk ) ⎫
∆Fbk
te ≥
∆g Fbk 0.7 − 2Gla lb
梁式桥支座
同时，考虑到橡胶支座的稳定性，《桥规》规定te应满足 下列条件： 矩形支座:
la la ≤ t e ≤ （为矩形支座短边尺寸） 10 5
圆形支座： d d ≤ te ≤ 10 5（d 为圆形支座的直径） 板式橡胶支座钢板的厚度，一般按下式确定，且不小于 2mm：
δ c,1
θ
δ cm
h
1 θ = (δ c , 2 − δ c ,1 ) la
联立解得：
(7.12 )
la
l'a /2
===
laθ ≥0 === δ c ,1 = δ c ,m − 2 Rck te Rck te laθ (7.13) δ c ,m = + ≥ Ae Ee Ae Eb 2
为限制支座竖向压缩变形，确保 支座稳定，《桥规》规定：
δ c ,m ≤ 0.07t e
梁式桥支座
9.3.2.4 验算支座的抗滑移稳定性
板式橡胶支座:
（1）不计制动力时：
µRGk
（2）计入制动力时 ：
∆l ≥ 1.4Ge ⋅ Ag ⋅ te
∆l µRck ≥ 1.4Ge ⋅ Ag ⋅ + Fbk te
梁式桥支座
9.3.3计算示例
例9-1 一座五梁式钢筋混凝土T形梁桥，标准跨径为20 m，主梁全长为19.96m，计算跨径为19.5m。主梁采用C 40混凝土，支座处梁肋宽度为30cm，两端采用等厚度的 板式橡胶支座。设计荷载为公路-II级，人群荷载＝30 k N／m2。 已知支座反力标准值=354.12kN，其中结构自重引起的 支座反力标准值为＝162.70kN，汽车荷载引起的支座反 力标准值为Rpk=183.95kN，人群荷载反力的标准值为 R rk=7.47kN，汽车与人群荷载作用下产生的跨中挠度为。 根据当地的气象资料，计算温差为℃。试设计板式橡胶 支座。
Rck σ= ≤σc Ae
梁式桥支座
9.3.2.2 确定支座的厚度
支座厚度h=橡胶片总厚度∑te+薄钢板总厚
∆l tgα = ≤ [tgα ] te
制动力
te ≥ 2∆ g
1 ∆g = α′∆t(l + la ) 2
⎪ Fbk te ⎬ = = te ⋅ γ = te ⋅ ' = Ge 2Ge ⋅ la lb ⎪ ⎭ τ
梁式桥支座
9.2.2几种特殊功能的支座
1.球形钢支座（QGZ）
特点：受力均匀，转动量大 适用：特别适合于曲线桥、宽桥和斜桥，低温地区。
梁式桥支座
2.拉压支座 既可以同时承受正负反力，又能实现相应的转动和水平位 移的支座 球形钢支座、盆式和板式橡胶支座都能变更功能作为拉力 支座。
梁式桥支座
3.抗震支座 不仅应满足支承要求，同时应具备减震、防震的功能。