整理版桥梁的支座课件

1、第六章 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.水平力竖向力婚纂祈烘坍秒舱颜薪抗晨悍楔剔诛再叭俞巩缘驳米讨绚贼背颐饵蔫蓖促误桥梁的支座桥梁的支座第1页，共28页。第二节 支座的类型和构造支座通常用钢，橡胶等材料来制造主要类型有：简易支座弧形钢板支座橡胶支座板式橡胶支座盆式橡胶支座 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

2、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贵无水坚堪蛤厌姆惯通袖娃忽肺词此邻斤媳鹃屏秀都殿宏顾意惭但块诸迄桥梁的支座桥梁的支座第2页，共28页。一、简易支座 采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于1cm，可用于跨径小于10m的板梁桥。二、钢支座1、弧形钢支座适用范围：跨径1020m构造特点：由上下垫板所组成，下垫板顶面切剥成圆柱体。固定支座需在上垫板上做齿槽（或销孔），在下垫板上焊以齿板（或销钉），安装后使齿板嵌入齿槽(或销钉伸入销孔)，以保证上下垫板之间不发生相对水平位移安装要点其它钢支座2、其它钢支座挽涅晋吩怕举银丹辩闪疽球众癣糕触暂吩宫叶冒嗅涉莫察碑庞糯篙奏疮筋桥

3、梁的支座桥梁的支座第3页，共28页。 板式橡胶支座有矩形和圆形。支座的橡胶材料以氯丁橡胶为主，也可采用天然橡胶。氯丁橡胶一般用于最低气温不超过-250C的地区，天然橡胶用于-300C-400C的地区。根据试验分析，橡胶压缩弹性模量E、容许压应力和容许剪切角tgr的数值，均与支座的形状系数S有关。形状系数为橡胶支座的承压面积与自由表面积之比，矩形支座为：式中： a 顺桥方向橡胶支座的长度； b 横桥方向橡胶支座的宽度； t 中间橡胶层的厚度。 为满足橡胶的容许压应力和使支座能适应梁端转动的要求，支座的长度a与宽度b之比取决于主梁下的有效宽度及所需的剪切角。一般应充分利用有效宽度b，而尽可能减小a

4、的尺寸，以降低转动阻抗力矩（它与a5成正比）。根据支座稳定的要求，支座的总厚度不得大于平面最小尺寸的30%。三、橡胶支座1、板式橡胶支座拂溃襄耘柱绕庭欣斧幢脊餐袖布种友悉祈喊敖懂驯熊旱利颠业厨淫甫粟僚桥梁的支座桥梁的支座第4页，共28页。bat形状系数茬炼洁璃键乃樱狞下箍篙如蓬酸县戌象汕阴米桨扼汾痊惹鬃欠腿滇搜足汇桥梁的支座桥梁的支座第5页，共28页。构造特点：常用的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝网作为加劲层以提高支座的竖向承载能力。变形机理：（1）不均匀弹性压缩实现转动；（2）剪切变形实现水平位移；（3）无固定和活动支座之分。性能指标：（1）容许应力；（2）弹性模量和剪切模量（3）容许剪切的正

5、切值。适用范围：支座反力为703600kN的公路、城市桥梁。局限性：2、四氟滑板式橡胶支座咕说拓霄尤也迢付村制庶哪袋劫诞戳玄晾布疚艾含肆募犁绕根逗薪撮钩捂桥梁的支座桥梁的支座第6页，共28页。桥梁球冠圆板式橡胶支座3、其它类型板式橡胶支座夹句卖俄就空膛髓楼放陪刁寻溺坟鬼拘斜祖幸请卞瀑粕嚷汲澳岗疚咏厩申桥梁的支座桥梁的支座第7页，共28页。坡型板式橡胶支座棺复且厢皋墟是蕉醛额唬宵疾邢匝栋陡命柯穴欺琢铺整掇嘶红么隙耘袒镶桥梁的支座桥梁的支座第8页，共28页。铅芯橡胶支座幂侨月迅恭哼踩鲤桂礁畜月位繁滤炯鸦吟右彪惺辈骑睹笑凋找盂投受愤须桥梁的支座桥梁的支座第9页，共28页。4、桥梁盆式橡胶支座 盆式橡

6、胶支座是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座。具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等特点，适用于支座承载力为1000KN以上的大跨径桥梁。 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。惰盛开大肄驻娩气钢衬瘸对兜罕更秦邮躺召脱华往横杖磋记术贷拳野养属桥梁的支座桥梁的支座第10页，共28页。盆式橡胶支座构构造要点1.钢盆2.承压橡胶板3.钢衬板4.聚四氟乙烯板5.上支座板6.不锈钢滑板7.钢紧箍圈8.密封胶圈才单碍字阎诚碌煌伙蔡什轧

7、借徐椭事榴因朋俐毋仟汹钠雅摇哟阁庐谈急液桥梁的支座桥梁的支座第11页，共28页。渝操饺涨困他阮峰喝置诉梅绳颗侗素揖珐砌踩绿琼母惠铸尊赶品诡至痹狗桥梁的支座桥梁的支座第12页，共28页。固定与滑动盆式橡胶支座 多向活动支座（DX）开醇泉读驹苑策膛嚏敛逢棵望彦浙况该廊谍膀休培强吨粗苫触糙嚏七菏窟桥梁的支座桥梁的支座第13页，共28页。纵向活动支座（ZX）丁般辜规驼坑恒先虾饶搏媳柬似谅让候闹继检锦耪恃劲汁尹校扦葛渴丘济桥梁的支座桥梁的支座第14页，共28页。固定支座（GD）铡慌反蠢猪北贫碾箩良密哦和咎掺肝遣冗裹谚庇薄灼摸劫昨愧揖娄淬逸害桥梁的支座桥梁的支座第15页，共28页。5、其它支座QGZ球型钢

8、支座日悄蕊莆疫蝴仍柜奥赐越沧冀副耀阅蝴咳雪啃毙茬析迢泄绦烹督谩簿善如桥梁的支座桥梁的支座第16页，共28页。QGZ 球型钢支座昔宿俄蚌众疗咕衅羌举榔椅些疹哀臆咏最弗牺轨坯借膊粪塘雹矫贝薛硬吁桥梁的支座桥梁的支座第17页，共28页。 （四）成品盆式橡胶支座的选配 成品盆式橡胶支座的系列 成品盆式橡胶支座的主要系列有：GPZ、TPZ-1等。其中，GPZ表示由我国交通部中交公路规划设计院设计的系列盆式橡胶支座；TPZ-1则表示我国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶支座。另外，还有其它科研院所设计的类同系列的盆式橡胶支座。这些系列支座，适用于各类桥梁及具类似受力与变形特性的工程结构，并非有明确的公路、

9、铁路或其它工程结构之分。各种系列的盆式橡胶支座吨位一般从1000起至50000，最多分为近40个级；并以DX、SX、GD分别表示单向 、双向活动支座及固定支座，而GDZ则为抗震型固定支座的代号。 成品盆式橡胶支座的地区适用性 成品盆式橡胶支座的适用地区应考虑温度和地震两个因素。以确定适配常温型或耐寒型支座和采用何种震型支座或抗震措施。出径锑茸歪窜庇曾磁极春皿赏备茶售任匪国二嘲劲氨经挥炯札殿廖嵌擅狞桥梁的支座桥梁的支座第18页，共28页。 3各种类型成品盆式橡胶支座的合理选配 盆式橡胶支座能否适用于所设计的桥梁，当然首先考虑的是其容许转角及水平能承受的推力能否满足要求。一般来说，GPZ、TPZ-

10、1等系列的支座对这两个要求均能满足。若转角和水平推力超出容许范围，则需要改变支座的设计。转角特大，可采用球型支座。 关于在桥梁设计中支座如何合理选用问题，即究竟选用何种类型的支座，则需根据桥梁结构图式的要求决定。当然，在一般情况下，固定端选用固定支座，活动端选用活动支座。但若横桥向伸缩值不容忽视的时候，结构图式的固定端就不能单一采用GD类型的支座。这是由于现代桥梁的桥面越来越宽，超过20已屡见不鲜，这时由温度等因素引起的横桥向伸、缩量便不可忽略了，有的可达到中等跨径桥梁纵向的伸缩量。为保证梁不发生纵向位移，又能满足多梁式宽桥的横桥向位移，这时可将单方向活动支座转过90横置梁下(如图2-7-9)

11、，使其顺桥向起固定支座的作用下，而横桥向则起活动支座的作用。跋罢舅税妇冰蕴宜歹紫滥梯搅辩均戒膳紫鹅晤巡池粘喳犬存傀栖文涪历泻桥梁的支座桥梁的支座第19页，共28页。 4成品盆式橡胶支座承载能力的合理选择 支座承载力大小的选择，应根据桥梁恒载、活载的支点反力之和及墩台上设置的支座数目来计算。合适的支座一般为：最大反力不超过支座容许承载力的5%，最小反力不低于容许承载力的80%。规定最小反力的目的是保证支座具有良好的滑移性能，因为聚四氟乙烯板的磨擦系数与压力成反比，如果低于规定的数值，则磨擦系数将会增大。支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储备，比如计算得到一个支座的最大反力为4100，最小反力

12、为3700，那就选用承载力为4000的支座，这是因为4000支座的允许支反力变化范围是32004200 ，不要从更安全的角度考虑加大支座的承载力而选用5000的支座。因为5000支座最低合适的承载力是4000，而最小支反力3700已小于此值，故不适宜选用。虽然我们规定最大反力，不超过容许承载力的5%，但支座实际的安全系数一般在5以上。挚恍铝痪弹舜滑睡璃荡匈睫忻侮晴吏宽邵忧煤秧确悸捷甩锹匈旅踪霜茄团桥梁的支座桥梁的支座第20页，共28页。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

13、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， 按的规定进行计算和组合。第三节、支座计算一、支座受力特点帖虚莆咒显聊唁哮淀酒枷骄栏份胰券煞秘芭锌成才承息龄穆记玫妊窘豢涯桥梁的支座桥梁的支座第21页，共28页。二、板式橡胶支座的设计计算（一

14、）支座尺寸确定 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：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S8时，=10； 当5 S 8时， =79支座平面尺寸栈拓勾真挨俭利铬虏腐怨叶喂滋把辫氢马尾味翔竞促修煌勋粹锣列妖股滔桥梁的支座桥梁的支座第22页，共28页。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，依靠全部橡胶片的剪切变形t来实现, 与t的关系为：ah

15、由有霸煎那岛例警载蛋驴吩索审戈扛娟琢彬涸花遏秸谁娇勿苦碰贡楔匀娩斌攒桥梁的支座桥梁的支座第23页，共28页。-橡胶片容许剪切角的正切，可取用0.50.7，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-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坐搐甲夷毒脯秆碰坝裔酣凋膊沈鞘宜骚德稿撵携枉肘遗迂滔胺

16、亏腋赚政襄桥梁的支座桥梁的支座第24页，共28页。（二）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 ，其平均压缩变形 ，根据下式计算Nh式中：E-橡胶支座的弹性模量。 当无试验数据时，可查阅JTJ023-85，其值与支座的形状系 数有关，也可按下式计算凌茂勘嘶哀要酱勇礁坐兔疗说柠团翼舰么糕颁由螟竞禽拒嗅绊拽姬掳叔袍桥梁的支座桥梁的支座第25页，共28页。若梁端转角已知，或按公式算得，则有：时，表示支座与梁底产生了部分脱空，支座是局部承压。因此

17、设计时必须保证 规定，橡胶支座的最大平均压缩变形 不应大于支座橡胶总厚 的0.05倍。其中，a为主梁跨径方向的支座尺寸，又因固当（三）支座抗滑性验算 橡胶支座一般直接搁置在墩台与梁底之间，在它受到梁体传来的水平力后，应保证支座不滑动，亦即支座与混凝土之间要有足够大的摩阻力来抵抗水平力，故应满足下式：甫慰歪帝构辰友比沈全遣杏捌援桂舶玉徒墓赃谋凌歪冯饱烹慈雹旱祭淆科桥梁的支座桥梁的支座第26页，共28页。无活载作用时 有活载作用时-活载制动力分在一个支座上的水平力；温度变化等因素分在一个 支座上的水平力。式中-在上部结构重力作用下的支座反力；-与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数采用0.3-与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；橡胶支座与 混凝土表面的摩阻系数采用0.3；与钢板的摩阻系数采用0.2；勃茹摸播稠北馏食嘛育炼芍舟湛助仍趟翠罢腿冤痞孵凝弧瑞褪疹楼万插钞桥梁的支座桥梁的支座第27页，共28页。 （四）成品板式橡胶支座的选配 成品的板式橡胶支座早已形成系列，故在一般情况下，没有必要自行设计支座，只需根