H.第八章 桥梁支座ppt课件

1、第八章桥梁的支座、功能和要求；轴承的类型和结构；轴承的设计和计算；轴承的功能：1 .将上部结构的各种荷载转移到桥墩上；2.适应活载、温度变化、混凝土收缩徐变等因素引起的位移(位移和转角)；3.使上下结构的实际应力符合设计计算方案。第一节根据受力特点进行了总结和分类：固定支座：传递垂直力，允许上部结构在支座处自由转动而不水平移动。活动轴承：多向活动轴承(可在纵向和横向自由移动)，单向活动轴承(仅可在一个方向自由移动)，1。简支悬臂梁桥：一端固定，另一端可移动。固定支座的布置原则：桥跨结构：使梁的下缘在制动力的作用下，例如，它布置在行车方向的前方。墩：使制动力的方向指向墩的中心，使墩顶的砌体在制动

2、力的作用下受压而不被拉。桥台：使制动力的方向指向河岸，使桥台顶部的砌体受压，并能平衡桥台后面的部分土压力。2、连续梁桥支座布置，每座仅设置一个固定支座。为了避免梁的活动端出现过多的伸缩缝，应将固定支座放置在每个接缝的中间支点上。如果墩身较高，应避免或采取特殊措施避免墩身承受过大的水平力。注：1 .固定和活动支座的布置应基于便于桥墩和桥台上纵向和水平力传递的原则。2.宽桥、弯桥和地震带桥。拉伸和压缩轴承。当坡度平缓时，固定轴承应位于主行驶方向的前端。第2节轴承的类型和结构。轴承通常由钢、橡胶和其他材料制成。主要类型有：简单轴承、弧形钢板轴承、橡胶轴承、板式橡胶轴承、盆式橡胶轴承等。支座类型应根据

3、桥梁结构跨度、支点反力大小、梁体变形程度等因素进行选择。板式橡胶支座一般用于中小跨径公路桥梁，盆式橡胶支座一般用于大跨径连续梁桥，钢支座用于铁路桥梁。首先，简单支座由多层毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于1厘米，可用于跨度小于10米的板梁桥。承重部位的梁端和墩顶面应设置钢筋网。2、弧形钢板轴承，通过滚动、摇动和滑动钢部件来完成轴承的位移和转动。它具有很强的承载能力，能满足桥梁位移和转动的需要，目前仍广泛应用于铁路桥梁中。适用范围：跨度1020米。结构特点：由上下基板组成，下基板的顶面被切割剥离成圆柱体。固定轴承需要在上垫板上开槽(或销孔)，并与下垫板上的齿板(或销)焊接。安装后，齿板将被插入凹

4、槽中(或销将延伸到销孔中)，以确保上垫板和下垫板之间没有相对水平位移。3.摆式支座和混凝土铰链结构简单，加工方便，节省钢材，成本低，结构高度小，安装方便，可适应任何方向的变形(宽桥、弯桥和斜桥)。橡胶的弹性可以减小上下结构的动力作用，这对抗震非常有利。4.橡胶轴承1。板式橡胶轴承。适用条件：30m以下的中小桥梁最常用的承载形式之一，主要用于混凝土梁的位移机制：不均匀压缩实现角位移；剪切变形引起的水平位移。说明：板式橡胶支座不是固定的或可移动的，不同高度的橡胶板可以用来调节每个支座传递的水平力和位移。目前板式橡胶支座常用的材料有氯丁橡胶(-2560)、天然橡胶(-3560)、三元乙丙橡胶(-40

5、60) (1)纯橡胶支座，无加劲层，有一层纯橡胶，承载力小，仅用于小跨度桥梁。带加劲层的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝网作为加劲层。国内成型产品有多种规格。公路桥梁板式橡胶支座支撑反力见JT/T4-93:10010000千牛顿，厚度：14毫米(两层钢板)。起始形状：矩形、圆形(斜桥或圆柱墩)。根据试验分析，橡胶压缩弹性模量为E，允许。形状系数为橡胶支座的承载面积与自由表面积之比，矩形支座为：其中：a为橡胶支座沿桥梁方向的长度；橡胶支座在横桥方向的宽度；t中间橡胶层的厚度。为了满足橡胶的许用压应力，使支座适应梁端的转动，支座的长宽比取决于主梁下的有效宽度和所需的剪切角。一般来说，我们应该充分利用有

6、效宽度b并最小化a的大小，以减少旋转阻力扭矩(与a5成比例)。根据轴承稳定性的要求，轴承的总厚度不应大于平面最小尺寸的30%。2.聚四氟乙烯滑动橡胶轴承活动轴承，结构：普通板式橡胶轴承聚四氟乙烯板(24毫米)不锈钢板(f=0.06)设置在横梁底部。适用范围：大跨度简支梁桥、连续桥面桥和连续梁桥；推动建筑滑板。球冠圆形橡胶轴承改进的圆形橡胶球面轴承(hmax=410mm)分为球形橡胶轴承、球形橡胶轴承、斜面橡胶轴承、其他类型的板式橡胶轴承、铅芯橡胶轴承、4。桥盆橡胶支座，是由钢构件和橡胶组成的一种新型桥梁支座。它具有承载力大、水平位移大、转动灵活的特点，适用于承载力在1000千牛顿以上的大跨度桥

7、梁。盆形橡胶轴承分为固定轴承和活动轴承。活动盆橡胶轴承由上轴承板、聚四氟乙烯板、承压橡胶块、橡胶密封圈、中间轴承板、钢卡环、下轴承板和上、下轴承连接板组成。固定支架可以通过组合上、中支撑板结构或使用上、下支撑连接板形成。1.钢盆2。承压橡胶板3。钢衬板4。聚四氟乙烯板5。上轴承板6。不锈钢滑板7。钢制夹紧环8。密封橡胶圈、固定和滑动盆式橡胶支座、多向活动支座(DX)、纵向活动支座(ZX)、固定支座(GD)5，其中，GPZ代表了中国交通部公路规划设计院设计的一系列盆式橡胶支座；TPZ一号代表了中国铁道部科学研究院设计的一系列盆式橡胶支座。此外，还有其他科研机构设计的类似系列盆式橡胶支座。这些系列

8、支座适用于各种受力和变形特性相似的桥梁和工程结构，并没有明确划分为公路、铁路或其他工程结构。各种系列盆式橡胶支座的吨位一般在1000至50000吨之间，最多可分为近40个等级；DX、SX和GD分别代表单向和双向活动支座和固定支座，而GDZ是抗震固定支座的代号。成品盆式橡胶支座的区域适用性在成品盆式橡胶支座的适用区域中，应考虑温度和地震。为了确定常温或耐寒支座的适应性以及采用何种抗震支座或抗震措施。3.各种成品盆式橡胶支座的合理选择盆式橡胶支座能否应用于设计的桥梁，当然首先要考虑的是其是否允许一般来说，GPZ，TPZ-1系列轴承可以满足这两个要求。如果旋转角度和水平推力超出允许范围，则需要改变轴

9、承的设计。转角太大，所以可以使用球面轴承。桥梁设计中如何合理选择支座，即根据桥梁结构图的要求选择何种类型的支座。当然，在正常情况下，固定端选择固定轴承，活动端选择活动轴承。但是，如果桥梁的横向膨胀值不能忽略，结构图的固定端不能单独采用GD型支座。这是因为现代桥梁的桥面越来越宽，桥面超过20米是很常见的。此时，由温度等因素引起的横向桥梁的伸缩不可忽视，有的可以达到中跨桥梁的纵向伸缩。为了保证梁的纵向位移，满足多梁宽桥的横向位移，单向活动支座可以在横梁下转动90度(如图2-7-9所示)，这样可以起到沿桥向的固定支座和横向的活动支座的作用。4.成品罐式橡胶支座承载力的合理选择承载力的选择应根据桥梁恒

10、载和活载的支点反力之和以及设置在桥墩上的支座数量来计算。合适的支座一般为：最大反力不得超过容许承载力的5%，最小反力不得小于容许承载力的80%。规定最小反作用力的目的是为了保证轴承具有良好的滑动性能，因为聚四氟乙烯板的摩擦系数与压力成反比，如果低于规定值，摩擦系数会增加。选择轴承时，一般不必太担心轴承的安全储备。例如，如果计算出轴承的最大反作用力为4100，最小反作用力为3700，则选择承载能力为4000的轴承。这是因为4000轴承的允许反作用力范围是32004200，所以没有必要从安全的角度增加轴承的承载能力，选择5000轴承。因为5000个轴承的最小合适承载力是4000，而3700的最小反

11、作用力小于这个值，所以不适合选择。虽然我们规定最大反作用力不应超过允许承载能力的5%，但轴承的实际安全系数一般在5以上。第三节，支座计算，第一节，支座应力特性，作用在支座上的竖向力有结构自重的反作用力。计算汽车承载反力时，应考虑冲击影响。当支座上可能出现上拔力时，应分别计算支座的最大垂直力和最大上拔力。一般来说，直桥的支座只需要包括在纵向和水平力中。对于斜桥和曲线桥的支座，还需要考虑汽车荷载的离心力或风力等其他原因引起的横向水平力。汽车荷载产生的制动力应根据车道数按照公路桥涵设计规范的要求确定。应采用规范中规定的刚性桥墩和桥台的各种支撑传递的制动力。其中，规定每个活动轴承传递的制动力不得大于其

12、摩擦阻力；当使用等厚度的平板橡胶轴承时，制动力可以均匀地分配给每个轴承。对于地震区的梁桥和桥梁支座，应按设计地震烈度和规程进行外力计算和组合。2.板式橡胶轴承的设计和计算：(1)确定支座尺寸，根据橡胶支座和支座垫石混凝土的压应力不应超过其相应的容许支座应力的要求，确定支座的平面面积。在正常情况下，面积由橡胶轴承控制：轴承的平面尺寸；对于橡胶板，混凝土，轴承的高度，长度当跨度为L的简支梁桥两端采用等厚橡胶支座时，每个支座因温度变化而承受的水平位移可视为简支梁因温度变化而产生的变形的一半，即一个支座上活载制动力的水平力；-由制动力引起的轴承顶部相对于底部的水平位移，可按下式计算，A -橡胶轴承的面

13、积。(2)验算支座挠度和平均压缩变形，当主梁承受荷载挠度时，梁端会产生一个转角(如下图所示)，但不允许在它和支座之间产生空隙。当梁端转动时，轴承受到偏心垂直力，表面会产生不均匀的压缩变形，一端为另一端，其平均压缩变形按下式计算，其中：e-橡胶轴承的弹性模量。当没有试验数据时，可以参考，其值与轴承的形状系数有关，也可以根据以下公式计算。因此，桥梁规范规定：(3)检查支座的抗滑性能，橡胶支座一般直接放置在桥墩和梁底之间。在承受梁传递的水平力后，应确保支座不会滑动，即支座和混凝土之间应有足够的摩擦力来抵抗水平力。因此，温度变化和其他因素被分为支撑上的水平力。其中，-上部结构在重力作用下承受的反作用力；-对应于计算制动力的汽车活载产生的最小轴承反作用力；-橡胶轴承和混凝土表面的摩擦系数为0.3，-对应于计算制动力的汽车活载产生的最小轴承反作用力；橡胶支座与混凝土表面的摩擦系数为0.3；与钢板的摩擦系数为0.2；(4)成品板式橡胶轴承的选择成品板式橡胶轴承已经形成一个系列。因此，一般来说，没有必要自行设计轴承，只需根据标准成品轴承目录选择合适的产品即可。根