4[1]._梁式桥的支座(工大版)

1、第一节第一节 桥梁支座的类型和构造桥梁支座的类型和构造第二节第二节 支座的布置支座的布置第三节第三节 桥梁支座的计算桥梁支座的计算第六章第六章 梁式桥的支座梁式桥的支座一、支座的作用一、支座的作用支座设置在桥梁的上部结构与墩台之间，它的作用是：支座设置在桥梁的上部结构与墩台之间，它的作用是： (2) (2)保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形，以使上、下部结构的实际受力情因素作用下能自由变形，以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式。况符合结构的静力图式。 (1) (1)传递上部结构的支承反力，包括恒载和活载引起的

2、传递上部结构的支承反力，包括恒载和活载引起的竖向力和水平力；竖向力和水平力；第六章第六章 梁式桥的支座梁式桥的支座概述概述二、支座的分类二、支座的分类1. 1. 按其变位的可能性按其变位的可能性2.2.按材料分类按材料分类第六章第六章 梁式桥的支座梁式桥的支座 固定支座传递竖向力和水平力，允许上部结构在支座处固定支座传递竖向力和水平力，允许上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动；能自由转动但不能水平移动； 活动支座则只传递竖向力，允许上部结构在支座处既能活动支座则只传递竖向力，允许上部结构在支座处既能自由转动又能水平移动。自由转动又能水平移动。 活动支座又可分为多向活动支座活动支座又可分为多

3、向活动支座( (纵向、横向均可自由纵向、横向均可自由移动移动) )和单向活动支座和单向活动支座( (仅一个方向可自由移动仅一个方向可自由移动) )。 1. 1.按支座变形的可能性按支座变形的可能性: :梁式桥的支座一般分成梁式桥的支座一般分成固定支座固定支座和和活动支座活动支座两种两种第六章第六章 梁式桥的支座梁式桥的支座大致可分为大致可分为: :简易支座简易支座钢支座钢支座钢筋混凝土支座钢筋混凝土支座橡胶支座橡胶支座特种支座特种支座( (如减震支座、拉力支座等）如减震支座、拉力支座等）2.2.按材料分类按材料分类6.1 6.1 常用支座的类型和构造常用支座的类型和构造一一 、 简易垫层支座简

4、易垫层支座 跨径跨径小于小于10m10m的板桥或梁桥，可不设专门的的板桥或梁桥，可不设专门的支座结支座结构构，而采用由几层油毛毡或石棉做成的简易支座。为了，而采用由几层油毛毡或石棉做成的简易支座。为了防止墩、台顶部前缘与上部结构相抵，通常应将墩、台防止墩、台顶部前缘与上部结构相抵，通常应将墩、台顶部的前缘削成斜角，并且最好在板或梁端底部以及墩、顶部的前缘削成斜角，并且最好在板或梁端底部以及墩、台顶部内增设台顶部内增设1 12 2层钢筋网予以层钢筋网予以加强加强。 1cm油毛毡或石棉垫层图4-2-2 简易垫层支座削角第六章 第一节 常用支座的类型和构造二、二、 橡胶支座橡胶支座 优点优点; ;具

5、有构造简单，加工方便，造价低，结构高度小，安具有构造简单，加工方便，造价低，结构高度小，安装方便和使用性能良好的优点装方便和使用性能良好的优点; ;能方便地适应任意方向的变形，能方便地适应任意方向的变形，故特别适应于宽桥、曲线桥和斜交桥故特别适应于宽桥、曲线桥和斜交桥; ;橡胶的弹性还能削减上、橡胶的弹性还能削减上、下部结构所受的动力作用，对于抗震十分有利。下部结构所受的动力作用，对于抗震十分有利。 1 1 板板式式橡橡胶胶支支座座由由几层橡胶几层橡胶和和薄钢片薄钢片迭合而成。迭合而成。活动机理活动机理是：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角是：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角；利；利用其剪切变形

6、实现微量水平位移用其剪切变形实现微量水平位移。板式橡胶支座板式橡胶支座 第六章 第一节 常用支座的类型和构造板式橡胶支座一般不分固定支座和活动支座。板式橡胶支座一般不分固定支座和活动支座。竖向支承反力竖向支承反力：100-10000KN;100-10000KN;材料材料：氯丁胶、天然胶、三元乙丙胶；：氯丁胶、天然胶、三元乙丙胶；适合温度适合温度：+60+600C -45C -450C C；常用规格常用规格：0.12mx0.14m0.12mx0.14m、 0.14mx0.18m0.14mx0.18m、 0.15mx0.20m0.15mx0.20m等。等。厚度厚度：橡胶片为：橡胶片为5mm5mm，

7、薄钢片为，薄钢片为2mm2mm，一般从，一般从14mm14mm开始，以开始，以7mm7mm为一个台阶递增。为一个台阶递增。2 2 聚四氟乙烯滑板式橡胶支座聚四氟乙烯滑板式橡胶支座在普通板式橡胶支座上粘附一层聚四氟在普通板式橡胶支座上粘附一层聚四氟乙烯板（厚乙烯板（厚2 24mm4mm）而成。）而成。优点：除具有普通板式橡胶支座的优点优点：除具有普通板式橡胶支座的优点外，还能利用聚四氟乙烯板与梁底不锈外，还能利用聚四氟乙烯板与梁底不锈钢板之间的钢板之间的低摩擦系数低摩擦系数（通常（通常0.060.06）使得桥梁上部构造的使得桥梁上部构造的水平位移不受限制水平位移不受限制。适用：较大跨度的简支梁桥

8、、桥面连续适用：较大跨度的简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续桥梁；此外，还可用作连的桥梁和连续桥梁；此外，还可用作连续梁顶推施工的滑块。续梁顶推施工的滑块。四氟滑板式橡胶支座四氟滑板式橡胶支座第六章 第一节 常用支座的类型和构造3 3 球冠圆板式橡胶支座球冠圆板式橡胶支座一种改进后的圆形板式支座，一种改进后的圆形板式支座，其中间层橡胶和钢板布置与圆形板其中间层橡胶和钢板布置与圆形板式橡胶支座完全相同，而在支座顶式橡胶支座完全相同，而在支座顶面用纯橡胶制成球型表面，球面中面用纯橡胶制成球型表面，球面中心橡胶最大厚度为心橡胶最大厚度为4mm4mm10mm10mm。优点优点：球冠圆板橡胶支座具有传力：球

9、冠圆板橡胶支座具有传力均匀，可明显改善或避免支座底面均匀，可明显改善或避免支座底面产生产生偏压、脱空偏压、脱空等不良现象。等不良现象。适用适用：特别适应于纵横坡度较大（：特别适应于纵横坡度较大（3 35 5）的）的立交桥立交桥及及高架桥高架桥。第六章 第一节 常用支座的类型和构造4 4 盆式橡胶支座盆式橡胶支座它由不锈钢滑板、聚它由不锈钢滑板、聚四氟乙烯板、盆环、氯丁四氟乙烯板、盆环、氯丁橡胶块、钢密封圈、钢盆橡胶块、钢密封圈、钢盆塞及橡胶防水圈等组成。塞及橡胶防水圈等组成。它是利用设置在钢盆中的它是利用设置在钢盆中的橡胶板达到对上部结构具橡胶板达到对上部结构具有有承压承压和和转动转动的功能，

10、利的功能，利用聚四氟乙烯板和不锈钢用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应板之间的平面滑动来适应桥梁的水平位移要求。桥梁的水平位移要求。 盆式橡胶支座按其工作特征盆式橡胶支座按其工作特征可以分为可以分为固定支座固定支座，多向活动支多向活动支座座和和单向活动支座单向活动支座三种。三种。 第六章 第一节 常用支座的类型和构造竖向支承反力竖向支承反力：1000-50000KN;1000-50000KN;有效水平位移量：有效水平位移量：40mm-250mm40mm-250mm；容许转角容许转角4040，摩阻系数：，摩阻系数：0.050.05。三三 、特殊功能的支座、特殊功能的支座1. 1. 球型钢

11、支座球型钢支座 它具有它具有受力均匀受力均匀，转动量大转动量大（设计转角可达（设计转角可达0.05rad0.05rad以上）以上）且各向转动性能一致等优点，特别适用于且各向转动性能一致等优点，特别适用于曲线桥曲线桥和和宽桥宽桥。 球型支座有球型支座有固定支座固定支座、单向活动支座单向活动支座和和多向活动支座多向活动支座之分。活动支座主要由下支座凹板、中间球形钢衬板、上支座之分。活动支座主要由下支座凹板、中间球形钢衬板、上支座滑板、不锈钢位移板、聚四氟乙烯滑板（平面和球面各一块，滑板、不锈钢位移板、聚四氟乙烯滑板（平面和球面各一块，简称四氟板）及橡胶密封圈和防尘罩等部件组成。简称四氟板）及橡胶密

12、封圈和防尘罩等部件组成。球型钢支座球型钢支座第六章 第一节 常用支座的类型和构造2. 2. 拉力支座拉力支座 在连续梁桥、悬臂梁桥、斜桥、宽悬臂翼缘箱梁桥以在连续梁桥、悬臂梁桥、斜桥、宽悬臂翼缘箱梁桥以及小半径曲线桥上，在某些会出现拉力的支点处，必须设置及小半径曲线桥上，在某些会出现拉力的支点处，必须设置拉力支座，以便抗拉且承受相应的转动和水平位移。拉力支座，以便抗拉且承受相应的转动和水平位移。 球型支座、盆式和板球型支座、盆式和板式橡胶支座都能变更功能作式橡胶支座都能变更功能作为拉力支座为拉力支座第六章 第一节 常用支座的类型和构造3 . 3 . 抗震支座抗震支座 地震地区的桥梁应使用具有地

13、震地区的桥梁应使用具有抗震抗震和和减震减震功能的支座。功能的支座。减、减、隔震支座隔震支座的作用是尽可能地将结构或部件与可能引起破坏的地的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，以大大减小传递到上部结构的地震力和震地面运动分离开来，以大大减小传递到上部结构的地震力和能量。目前国内主要的减隔震支座、抗震支座的类型有抗震型能量。目前国内主要的减隔震支座、抗震支座的类型有抗震型球形钢支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座等。球形钢支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座等。 KQGZ KQGZ抗震型抗震型球形钢支座球形钢支座结构结构 第六章 第一节 常用支座的类型和构造第二节第二节 支

14、座的布置支座的布置 原则：有利于墩台传递原则：有利于墩台传递纵向水平力纵向水平力、有利于梁体的、有利于梁体的自由变形自由变形。 布置方式布置方式主要有以下几种：主要有以下几种：(1) (1) 对于对于坡桥坡桥，宜将固定支座布置在标高低的墩台上。，宜将固定支座布置在标高低的墩台上。第六章 第二节 支座的布置 同时同时, ,为了避免整个桥梁下为了避免整个桥梁下滑，影响车辆的行驶，当滑，影响车辆的行驶，当纵坡纵坡大于大于1%1%或或横坡大于横坡大于2%2%时，应使时，应使支座保持水平，通常在设置支支座保持水平，通常在设置支座的梁底面，增座的梁底面，增设设局部的局部的契形契形构造构造，如图，如图2-6

15、-92-6-9所示。所示。第二节第二节 支座的布置支座的布置(2) (2) 对于对于简支简支梁桥，每跨宜布置一个固定支座，一个活动支座；梁桥，每跨宜布置一个固定支座，一个活动支座；对于对于多跨简支多跨简支梁，一般把固定支座布置在桥台上，每个桥墩梁，一般把固定支座布置在桥台上，每个桥墩上布置一个（组）活动支座与一个（组）固定支座。上布置一个（组）活动支座与一个（组）固定支座。 第六章 第二节 支座的布置双支座桥梁双支座桥梁第六章 第二节 支座的布置(3) (3) 对于对于连续梁桥连续梁桥及及桥面连续桥面连续的的简支简支梁桥，一般在每一联设置一梁桥，一般在每一联设置一个固定支座，并宜将固定支座设置

16、在靠近温度中心，以使全梁个固定支座，并宜将固定支座设置在靠近温度中心，以使全梁的纵向变形分散在梁的两端，其余墩台上均设置活动支座。的纵向变形分散在梁的两端，其余墩台上均设置活动支座。 第二节第二节 支座的布置支座的布置多支座宽桥多支座宽桥第六章 第二节 支座的布置第二节第二节 支座的布置支座的布置第六章 第二节 支座的布置(4) (4) 对于对于悬臂悬臂梁桥，锚固孔一侧布置固定支座，一侧布置梁桥，锚固孔一侧布置固定支座，一侧布置活动支座；挂孔支座布置与间支梁相同。活动支座；挂孔支座布置与间支梁相同。 第二节第二节 支座的布置支座的布置6.3 6.3 支座的计算支座的计算一一 、 支座反力的确定

17、支座反力的确定 在进行桥梁支座尺寸的选定和稳定性验算时，必须先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求得每个支座上所承受的竖向力竖向力和和水平力水平力。 1. 1. 竖向力竖向力 在计算汽车荷载的支点反力时，应按照在计算汽车荷载的支点反力时，应按照最不利最不利的状态的状态布置荷载计算，对于汽车荷载的作用，应计入布置荷载计算，对于汽车荷载的作用，应计入冲击影响力冲击影响力；在可能出现拉拔力的支点，应分别计算支座的在可能出现拉拔力的支点，应分别计算支座的最大竖向力最大竖向力和和最大上拔力最大上拔力；对于上部结构；对于上部结构可能被风力掀离可能被风力掀离的桥梁，应的桥梁

18、，应计算其支座锚栓及有关部件的支承力。计算其支座锚栓及有关部件的支承力。第六章 第三节 支座的计算2. 2. 水平力水平力 正交直线桥梁的支座，一般仅需计算正交直线桥梁的支座，一般仅需计算纵向水平力纵向水平力。斜。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。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支座上的纵向水平力，包括由于汽车荷载的制动力制动力、风力风力、支座摩阻力支座摩阻力或或温度变化温度变化、支座变形支座变形等引起的水平力，等引起的水平力，以及桥梁纵坡等产生的水平力。以及桥梁纵坡等产生的水平力。规范

19、规范规定：规定： (1)(1)设有板式橡胶支座的设有板式橡胶支座的简支梁简支梁、连续桥面简支梁连续桥面简支梁或或连续连续梁排架式柔性墩台梁排架式柔性墩台，应根据支座与墩台的抗推刚度的刚，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；度集成情况分配和传递制动力； 第六章 第三节 支座的计算(2)(2)设有板式橡胶支座的简支梁刚性墩台，按单跨两端的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板式橡胶支座的抗推刚度分配制动力抗推刚度分配制动力；(3)(3)设有固定支座、活动支座（滚动或摆动支座、聚四氟设有固定支座、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

20、的汽车制动力，根据梁体受乙烯板支座）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采用，且规定每个活动支座传递的制动力不得大于其摩阻摩阻力力，当大于摩阻力时，按摩阻力计算。，当大于摩阻力时，按摩阻力计算。 第六章 第三节 支座的计算二、板式橡胶支座的设计计算二、板式橡胶支座的设计计算 确定支座的平面尺寸确定支座的平面尺寸 橡胶支座的平面尺寸橡胶支座的平面尺寸a ab b要由橡胶板本身的抗压要由橡胶板本身的抗压强度、梁部或墩台顶混凝土的局部承压强度等三方面因强

21、度、梁部或墩台顶混凝土的局部承压强度等三方面因素全面考虑后来确定。在一般情况下，尺寸素全面考虑后来确定。在一般情况下，尺寸a ab b多由橡多由橡胶支座的强度来控制。胶支座的强度来控制。ckckcRRAab对于橡胶板对于橡胶板 式中：式中： 支座压力标准值支座压力标准值，汽车荷载应记入冲击系，汽车荷载应记入冲击系数；数； 橡胶支座使用阶段的橡胶支座使用阶段的平均压应力平均压应力限值，限值， =10000kPa=10000kPa。 ckRcc第六章 第三节 支座的计算2. 2. 确定支座的厚度确定支座的厚度橡胶片的橡胶片的总厚度总厚度与梁体与梁体水平位移水平位移之间应满足下之间应满足下列关系：列

22、关系： etgtgt 式中位橡胶片的式中位橡胶片的总厚度总厚度；为橡胶片的容许剪切角正切值，；为橡胶片的容许剪切角正切值，对于硬度为对于硬度为55556060的氯丁橡胶，的氯丁橡胶，规范规范3 3规定，当不计规定，当不计活载制动力作用时采用活载制动力作用时采用0.50.5，计及活载制动力时可采用，计及活载制动力时可采用0.70.7。图4-3-7 支座厚度的计算图式at321tth支座厚度的计算图式支座厚度的计算图式 第六章 第三节 支座的计算另外另外桥规桥规规定规定t te0.2a0.2a3. 3. 验算支座的偏转情况验算支座的偏转情况主梁受荷后发生主梁受荷后发生挠曲变形挠曲变形时，梁端将引起

23、时，梁端将引起转角转角。此时支座伴随。此时支座伴随出现线性的压缩变形，梁端一侧的压缩变形量为出现线性的压缩变形，梁端一侧的压缩变形量为 ，梁体一侧的，梁体一侧的为为 。为了确保支座偏转时橡胶与梁底不发生。为了确保支座偏转时橡胶与梁底不发生脱空脱空而出现而出现局部承局部承压压的现象，则必须满足条件：的现象，则必须满足条件： 即平均压缩变形为即平均压缩变形为: :,2ck eck ec mebR tR taabEabE1图4-3-8 支座偏移图式a21Nh支座偏转图式支座偏转图式 第六章 第三节 支座的计算201emct07. 0,另外另外桥规桥规规定规定4. 4. 验算支座的抗滑稳定性验算支座的

24、抗滑稳定性为了保证橡胶支座与梁底或墩台顶面之间不发生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相对滑动，则应满足以下条件：则应满足以下条件： 不计入汽车制动力时不计入汽车制动力时 计入汽车制动力时计入汽车制动力时 1.4lGkegeRG At1.4lckegbkeRG AFt第六章 第三节 支座的计算式中：式中： 由结构自重引起的由结构自重引起的支座反力支座反力标准值；标准值； 由结构自重标准值和由结构自重标准值和0.50.5倍汽车荷载标准值（记倍汽车荷载标准值（记入冲击系数）引起的入冲击系数）引起的支座反力支座反力； 橡胶与混凝土间的橡胶与混凝土间的摩擦系数摩擦系数采用，与钢板间的采

25、用，与钢板间的摩擦系数采用；摩擦系数采用； 由上部结构温度变化、混凝土收缩徐变等作用由上部结构温度变化、混凝土收缩徐变等作用标准值引起的间切变形和纵向力标准值产生的支座剪切变形，标准值引起的间切变形和纵向力标准值产生的支座剪切变形，但不包括汽车制动力引起的但不包括汽车制动力引起的剪切变形剪切变形； 由汽车荷载引起的由汽车荷载引起的制动力标准值制动力标准值； 支座平面支座平面毛面积毛面积；GkRckRlbkFgA第六章 第三节 支座的计算5.5.成品板式橡胶支座的选配成品板式橡胶支座的选配 板式橡胶支座可从系列成品目录中选用，先根据板式橡胶支座可从系列成品目录中选用，先根据支座反力，梁肋宽度和梁体水平位移处选出支座，再支座反力，梁肋宽度和梁体水平位移处选出支座，再通过偏转验算，最终确定支座类型。通过偏转验算，最终确定支