桥梁支座形式作用及设计讲义

桥梁的支座第一节概述

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按受力特性分为固定支座活动支座：竖向力支座布置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.水平力竖向力支座的作用和要求支座设置在桥梁的上部结构与墩台之间，它的作用是：(2)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况符合结构的静力图式。(1)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；6.1简支梁的静力图示

固定支座活动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自由转动又能水平移动。活动支座又可分为多向活动支座(纵向、横向均可自由移动)和单向活动支座(仅一个方向可自由移动)。

1.按其变位的可能性分:大致可分为:简易支座钢支座钢筋混凝土支座橡胶支座特种支座(如减震支座、拉力支座等）2.按材料分

固定支座和活动支座的布置，应以有利于墩台传递纵向水平力为原则：

(1)对于桥跨结构，最好使梁的下缘在水平力的作用下受压，从而能抵消一部分竖向荷载在梁下缘产生的拉应力。

(2)对于桥墩，应尽可能使水平力的方向指向河岸，以使桥墩顶部在水平力作用下不是受拉。

(3)对于桥台，应尽可能使水平力的方向指向桥墩中心，以使桥台顶部受压，并能平衡一部分台后土压力。支座的布置原则(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，为使全粱的纵向变形分散在梁的两端，宜将固定支座设置在靠近桥跨中心；但若中间支点的桥墩较高或因地基受力等原因，对承受水平力十分不利时，可根据具体情况将固定支座布置在靠边的其它墩台上

(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。对于弯桥则应考虑活动支座沿弧线方向移动的可能性。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，通常应确保由多个桥墩分担水平力。支座的布置注意事项：

桥梁支座的布置方式，主要根据桥梁的结构形式及桥梁的宽度确定。简支梁桥一端设固定支座，另一端设活动支座。铁路桥梁由于桥宽较小，支座横向变位很小，一般只需设置单向活动支座(纵向活动支座)，如图6-1所示(图中箭头所指表示支座活动方向，无箭头者表示不能活动)。公路T形梁桥由于桥面较宽，因而要考虑支座横桥向移动的可能性、支座布置如图6-2所。即在固定墩上设置一个固定支座，相邻的支座设置为横向可动、纵向固定的单向活动支座，而在活动墩上设置一个纵向活动支座(与固定支座相对应)，其余均设置多向活动支座。图6-1铁路简支梁桥支座布置图6-2公路简支梁桥支座布置

连续梁桥每联只设一个固定支座。为避免梁的活动端伸缩缝过大，固定支座宜置于每联的中间支点上。但若该处墩身较高，则应考虑避开，或采取特殊措施，以避免该墩身承受水平力过大。其支座布置如图6-3所示。曲线连续梁桥的支座布置会直接影响到梁的内力分布，同时，支座的布置应使其能充分适应曲梁的纵、横向自由转动和移动的可能性。通常宜采用球面支座，且为多向活动支座，此外，曲线箱梁中间常设单支点支座，仅在一联梁的端部(或桥台上)设置双支座，以承受扭矩。有意将曲梁支点向曲线外侧偏离，可调整曲梁的扭矩分布图6-4为曲线梁支座布的示意图。

当桥梁位于坡道上时，固定支座应设在较低一端以使梁体在竖向荷载沿坡追方向分力的作用下受压，以便能抵消一部分竖向荷载产生的梁下缘拉力；当桥梁位于平坡上时固定支座宜设在主要行车方向的前端。桥梁的使用效果与支座能否准确地发挥其功能有着密切的关系，因此在安放支座时应使上部结构的支座位置与下部结构的支座中线对中，但绝对的对中是很难做到的因此，要注意使可能的偏心在允许的范围内，不致影响支座的正常工作。

正确地确定支座所承受的荷载和活动支座的位移量，关系到支座的使用寿命。一般而言，固定支座除承受竖向压力外，还必须能承受水平力，其中包括可能产生的制动力、风力、活动支座的摩阻力、主梁弹性挠曲对支座的拉力等。这些水平力总是应当偏大地取用，且要求支座伸至上、下部结构中进行锚固或销结。对于弯、斜和宽桥，支座的受力比较复杂，需要认从三个坐标方向去研究、即使是在同一支座位置，不同的部位在受力上可能会有很大的差别。

位移辆量的庄计算妇要考固虑各钢种可森能出善现的进工况笛。（1）对刘温差适产生蹄的位昼移揉要有战足够盒的估资计。（2）桥肾梁的孔挠曲慢、基冰础的档不均构匀沉净降都慢会产翠生纵向位火移，汉对于幸高桥心墩，慰墩顶挖位移宋可通诵过活磨动支夹座上的咸挡块工加以赤限制序，它否能使欧基底溉反力倘变化坝，并守且阻止不楼均匀吃沉降我；（3）由交于一毅些不饺可估撑计的屿因素馆，通炼常计权算的签位移量宜震乘以1.但3左右烧的安喂全系突数志。梁桥梦支座炭的支或承面都一般核是水罚平的鼓。图6-隶3连伍续梁是支座拔布置图6-内4幻灯毯片6曲线风连续旱梁支蒙座布鼠置第二赢节充支座涌的类辞型和筒构造支座体通常伤用钢骨，橡凉胶等眯材料眼来制颂造主连要类乐型有谱：简易塔支座弧形兴钢板齿支座橡胶脱支座板式阴橡胶梢支座盆式巴橡胶处支座应根遭据桥车梁结认构的父跨径男、支累点反恳力的坐大小蓝、梁斑体的屑变形朱程度倘等因栋素来域选取毒支座寒类型晌。中小朵跨度勇公路摆桥一付般采亚用板缴式橡编胶支恋座大跨论度连楚续梁雁桥一侮般采拌用盆匹式橡笼胶支与座铁路跑桥采迟用钢斤支座一、阅简易猴支座采用懂几层虾油毛包毡或蝇石棉红制成毒，压叛实后够的厚陶度不忘小于1c然m，可用收于跨勤径小爽于1搅0m的板勾梁桥幼。二、填钢支响座1、弧集形钢询支座适用歼范围照：跨两径102段0m构造惕特点仇：由帖上下撕垫板寸所组范成，鹊下垫控板顶悦面切表剥成漂圆柱顺体。枝固定举支座磁需在蛇上垫条板上迟做齿防槽（炼或销幅孔）果，在浪下垫日板上互焊以怀齿板鹅（或怪销钉务），薪安装延后使州齿板抽嵌入部齿槽(或销虹钉伸狐入销市孔)，以帐保证嚼上下葛垫板鸡之间昆不发喝生相砌对水修平位藏移安装缴要点其它裂钢支娘座2、其奔它钢勤支座板式庄橡胶监支座丸有矩房诚形和烦圆形售。支赶座的洒橡胶云材料蛮以氯佩丁橡殊胶为球主，餐也可支采用昂天然煎橡胶渐。氯跌丁橡甩胶一坏般用遇于最甚低气快温不覆超过-2爬50C的地匀区，窄天然眼橡胶仰用于-3干00C-4莫00C的地隔区。奏根据蚊试验粉分析嘴，橡锣胶压疏缩弹膛性模趋量E、容胁许压油应力[]和容爪许剪址切角[t耕gr耻]的数听值，板均与雨支座栏的形树状系司数S有关购。形宅状系膏数为祥橡胶腥支座声的承样压面花积与圣自由斤表面债积之齿比，睬矩形挡支座悲为：式中搏：a顺桥犁方向光橡胶章支座删的长尝度；b横桥牵方向狂橡胶卸支座风的宽窃度；t中间贵橡胶骆层的切厚度恶。为满刊足橡汪胶的邮容许顿压应购力和赶使支朽座能坡适应旱梁端健转动禁的要圾求，赠支座段的长催度a与宽誉度b之比轰取决疑于主上梁下勉的有糖效宽防度及纠所需该的剪哥切角。一妄般应钢充分蒸利用崭有效宜宽度b，而接尽可版能减春小a的尺馋寸，销以降充低转轨动阻迹抗力王矩（筑它与a5成正姑比）宗。根蚊据支药座稳附定的昏要求膀，支犯座的多总厚荷度不被得大垒于平即面最渣小尺夹寸的30芽%。三、困橡胶蝇支座1、板嘉式橡拘胶支遍座bat形状等系数构造傻特点浑：常陵用的写板式饰橡胶艘支座榆采用嘱薄钢城板或浪钢丝婆网作洋为加仁劲层喊以提巴高支安座的暑竖向缩慧承载督能力所。变形掌机理帖：（1）不模均匀歉弹性浙压缩辛实现散转动许；（2）剪泽切变疲形实善现水练平位洲移；棉（3）无针固定揭和活义动支牧座之疾分。性能执指标盒：（1）容分许应股力；允（2）弹捷性模抽量和程剪切赔模量已（3）容忽许剪膀切的骨正切象值。适用祥范围勺：支法座反鞋力为70－36吐00兵kN的公薪路、愧城市挤桥梁衔。局限砌性：2、四督氟滑歪板式骡橡胶坏支座桥梁姑球冠混圆板高式橡嘉胶支蛙座3、其勾它类拳型板粘式橡纹胶支旋座坡型寺板式考橡胶勿支座铅芯蓬橡胶伟支座4、桥梁两盆式波橡胶窃支座盆式裙橡胶悔支座混是钢境构件拘与橡侍胶组喂合而革成的杯新型亿桥梁好支座峡。具艇有承僵载能笛力大等、水黑平位线移量蒜大、年转动冬灵活誉等特乒点，肢适用胶于支渴座承望载力笋为10汤00漂KN以上拉的大纯跨径扶桥梁花。盆式雾橡胶胁支座夹分固汇定支臣座与坝活动毫支座士。活弓动盆轮式橡凡胶支辱座由遮上支时座板请、聚代四氟净乙烯静板、汤承压罚橡胶痛块、税橡胶吊密封论圈、仪中间厦支座淋板、紫钢紧碰箍圈目、下案支座茫板以糟及上租下支辩座连代接板惜组成川。组异合上用、中趴支座劫板构旗造或砍利用望上下释支座病连接即板即比可形娱成固患定支制座。盆式淘橡胶许支座五构构交造要滴点1.钢盆2.承压朱橡胶绍板3.钢衬易板4.聚四鸣氟乙拾烯板5.上支鸡座板6.不锈箭钢滑蒙板7.钢紧躲箍圈8.密封认胶圈固定线与滑并动盆晨式橡汤胶支革座多向言活动筛支座垮（DX）纵向南活动吗支座辩（ZX）固定肯支座林（GD）5、其夕它支木座QG森Z球型敲钢支脚座QG蓝Z球型室钢支窑座（四犯）成饿品盆飘式橡巷胶支博座的嗓选配１．夸成品坊盆式势橡胶浪支座桶的系偏列成品灶盆式挡橡胶肤支座秩的主严要系乳列有益：GP束Z、TP妖Z-矮1等。亲其中争，GP友Z表示按由我睁国交庆通部授中交沙公路伟规划拐设计竟院设眉计的课系列逗盆式阳橡胶加支座桨；TP莲Z-茄1则表谈示我扒国铁拉道部访科学抗研究盐院设构计的谊系列册盆式数橡胶条支座扭。另白外，陵还有隆其它浙科研洪院所疯设计碎的类丛同系绪列的库盆式叶橡胶黄支座揪。这测些系陆列支柱座，稠适用傅于各款类桥到梁及寇具类生似受汉力与嗓变形羽特性稼的工诱程结符构，躲并非努有明亦确的菜公路般、铁买路或拜其它悔工程畏结构贡之分利。各染种系促列的骑盆式茅橡胶饱支座蹈吨位饿一般录从10蒜00起至50结00姻0，最建多分良为近40个级缺；并锤以DX、SX、GD分别惹表示扎单向坑、抢双向塘活动正支座瘦及固范定支疮座，赏而GD超Z则为蛋抗震深型固猛定支江座的俱代号已。２．残成品洁盆式禁橡胶艺支座溪的地宽区适代用性成品着盆式静橡胶浙支座喷的适羞用地焦区应归考虑狐温度睛和地雅震两幻玉个因启素。抢以确碌定适仿配常第温型国或耐舰寒型麦支座慕和采遍用何希种震斑型支线座或肢抗震丝式措施毙。3．各闭种类吩型成省品盆懂式橡劳胶支李座的我合理阻选配盆式钩橡胶东支座低能否湖适用衬于所你设计蜓的桥举梁，顽当然恰首先揪考虑内的是睬其容吨许转嘉角及毅水平必能承好受的桨推力序能否缸满足沙要求裤。一厦般来距说，GP红Z、TP卖Z-很1等系哥列的趁支座经对这买两个呆要求菜均能井满足迫。若菠转角垦和水房诚平推知力超桐出容恰许范算围，音则需态要改感变支伪座的增设计努。转肌角特喂大，务可采听用球惠型支漠座。关于藏在桥考梁设徒计中给支座笨如何嗽合理耐选用哈问题隶，即击究竟基选用足何种莫类型枪的支帅座，作则需典根据友桥梁遮结构虹图式皱的要定求决巾定。烘当然吸，在瓜一般奸情况保下，晨固定懂端选妻用固域定支螺座，毒活动隙端选圆用活抓动支苹座。斤但若爪横桥岭向伸薪缩值督不容固忽视枯的时怖候，阵结构号图式傻的固占定端致就不驾能单蒜一采步用GD类型旦的支蛛座。州这是狭由于现代耳桥梁亿的桥淘面越获来越裙宽，美超过20已屡慌见不身鲜，阅这时基由温贫度等型因素材引起柏的横照桥向店伸、沾缩量总便不滥可忽柳略了午，有务的可锤达到兄中等全跨径姻桥梁卵纵向招的伸其缩量愁。为恭保证瞎梁不瞒发生奋纵向暖位移鄙，又蒸能满理足多弦梁式森宽桥创的横哪桥向竭位移伟，这此时可谋将单购方向轮活动眠支座厘转过90崇°横置朱梁下(如图2-强7-漆9)，使掉其顺杏桥向邪起固圈定支份座的再作用旗下，庆而横肌桥向佳则起训活动方支座绩的作糕用。4．成倾品盆胡式橡繁胶支截座承四载能踏力的梁合理挽选择支座搜承载真力大冬小的井选择公，应辱根据扯桥梁轰恒载肌、活疼载的春支点讲反力晓之和道及墩雪台上锦设置颤的支垫座数干目来傻计算或。合禾适的餐支座永一般购为：肥最大着反力忙不超装过支纲座容线许承摘载力洒的5%，最畅小反汤力不她低于轿容许惑承载若力的80普%。规奴定最悉小反腾力的挤目的安是保旨证支殖座具葱有良劳好的勒滑移若性能居，因雁为聚双四氟鉴乙烯音板的氧磨擦边系数自与压美力成同反比检，如露果低傻于规勇定的埋数值恼，则地磨擦乖系数牌将会侮增大贴。支铃座选剩配时咳，一幻玉般不型必过薯多担抓心支迷座的新安全顿储备痕，比污如计迟算得顷到一龄个支惰座的嘱最大雹反力誓为41可00，最榴小反豪力为37贸00，那物就选病用承街载力而为40歇00的支脸座，岔这是牌因为40肾00支座亏的允民许支重反力骨变化红范围跨是32包00～42半00，不殃要从县更安扑全的寨角度税考虑瓦加大劣支座撤的承登载力途而选泉用50巨00的支抽座。线因为50移00支座跌最低纸合适阳的承锅载力棵是40恩00，而提最小童支反杯力37宵00已小直于此殊值，慎故不奏适宜浴选用岂。虽泽然我乐们规帽定最映大反将力，首不超倚过容循许承厌载力域的5%，但般支座东实际皮的安别全系疮数一威般在5以上捆。作用在支座上的竖向力有结构自重的反力。在计算汽车荷载支座反力时，应计入冲击影响力。当支座可能出现上拔力时，应分别计算支座的最大竖向力和最大上拔力。直线桥梁的支座，一般仅需计入纵向水平力。斜桥和弯桥的支座，还需要考虑由于汽车荷载的离心力或其它原因如风力等产生的横向水平力。汽车荷载产生的制动力，应按照公路桥涵设计规范要求，根据车道数确定。刚性墩台各种支座传递的制动力，按规范中的规定采用。其中，规定每个活动支座传递的制动力不得大于其摩阻力；当采用厚度相等的板式橡胶支座时，制动力可平均分配至各支座。对于梁桥，地震地区桥梁支座的外力计算，应根据设计的地震烈度，按<<公路工程抗震设计规范>>的规定进行计算和组合。第三港节、爪支座傲计算一、塑支座浸受力谱特点二、浸板式光橡胶壮支座蚀的设圾计计候算（一佛）支惯座尺孤寸确炭定根据厕橡胶必支座蔽和支贺承垫采石混陪凝土便的压床应力格不超友过它腐们相钓应容态许承饲压应狐力的悼要求巨，确律定支塞座平赶面面逝积。踪蝶在一闸般情程况下给，面企积由袍橡胶框支座墨控制室设计蕉：式中：--运营阶段由桥上全部恒载与活载(包括冲击力)所产生的最大支点反力；

A--橡胶支座平面面积，矩形支座为ab，圆形支座为/4；

--橡胶支座的平均容许压应力，当支座形状系数S>8时，[]=10；当5S8时，[]=7～9支座滥平面重尺寸支座日高度梁式流桥的炭主梁抄由温竿度变裕化等知因素竭在支钓座处搬产生修的纵边向水钓平位顽移，依靠船全部墙橡胶仙片的浸剪切处变形t来实蹈现,与t的关席系为鸣：ah由有--橡胶奋片容初许剪雕切角国的正绢切，匀可取炼用0.阵5～0.非7，不怖计活秀载制雀动力时用0.借5；计堵及活访载制巧动力准时取般用0.秤7，则廉上式袋可写案成：---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--活载制动力在一个支座上的水平力；--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---橡胶的剪切模量，---橡胶支座的面积。AG（二顽）支疮座偏删转与床平均肚压缩豪变形安验算主梁朋受荷这挠曲叠时，互梁端吼将产虚生转养动角荡为(如下舰图)，但判不允究许其散与支易座间洋产生溉脱空疑现象错。梁兰端转原动时素，支羡座就罗受到族一个锣偏心男竖向皮力的叹作用排，表孕面将摸产生索不均归匀的葵压缩勤变形句，一看端为圣另俩一端执为滚，执其平洁均压崖缩变形从，圆根据乐下式闲计算Nh式中波：E-还-橡胶忽支座炎的弹伐性模屿量。当无驰试验瓶数据括时，雪可查睬阅<<公路身钢筋混凝则土及单预应恨力混斤凝土贡桥涵克设计点规范>>蓬JT挠J0封23玩-8衰5，其辱值与朴支座觉的形手状系数有义关，居也可铁按下归式计茅算若梁唯端转蔬角已知接，或形按<<材料并力学>>公式贼算得尿，则孕有：时，但表示蜂支座单与梁态底产漆生了疾部分隆脱空吨，支税座是授局部推承压裹。因蜜此设控计时桂必须别保证<<公路捉钢筋雪混凝哑土及呀预应汤力混屋凝土童桥涵劳设计她规范>>规定帽，橡月胶支手座的握最大飞平均枣压缩累变形钞不应挠大于括支座堵橡胶始总厚辟的0.湖05倍。其中码，a为主螺梁跨狠径方独向的丢支座拉尺寸廉，又强因固当（三捎）支秤座抗样滑性棉验算橡胶宪支座总一般灰直接值搁置现在墩娇台与畅梁底攀之间腹，在壤它受饶到梁件体传展来的梁水平质力后滤，应泼保证摔支座浪不滑戒动，机亦即嫩支座而与混怪凝土驾之间特要有翼足