《桥梁支座》课件2

《桥梁支座》课程介绍本课程将全面深入地探讨桥梁支座的定义、分类、构造和设计。通过学习掌握支座的基本知识、材料、承载能力计算、变形计算、抗震设计等内容,为后续桥梁设计与施工提供重要基础。同时还将介绍各类支座的特点及其在上下部结构的连接方式,为工程实践提供参考。ppbypptppt支座的定义和作用定义桥梁支座是连接上部结构（如桥梁主梁）和下部结构（如桥墩和桥台）的重要构件,用于承载和传递外荷载。主要作用支座的主要作用包括承载、传力、约束变形、隔震减振等,是保证桥梁安全运营的关键部件。功能要求支座需满足承载能力、变形协调性、耐久性以及抗震性能等多方面功能要求,确保桥梁整体结构的安全稳定。支座的分类按位置分类根据支座在桥梁中的位置,可分为中间支座和端部支座。中间支座位于桥梁跨中部,端部支座位于桥梁两端的桥台或桥墩上。按运动方式分类分为固定支座、活动支座和滑动支座。固定支座限制所有方向的位移,活动支座允许部分位移,滑动支座则允许平面内的位移。按材料分类常见的支座材料包括钢、钢筋混凝土、橡胶和铅等。不同材料的支座具有各自的性能特点和适用范围。按功能分类支座可分为承载支座、导向支座和隔震支座等。承载支座承担主要荷载,导向支座引导上部结构的位移,隔震支座可减小地震作用。支座的主要构造桥梁支座的主要构造由承载件、导向件、定位件和辅助件等部分组成。承载件如钢板、橡胶垫等直接承担上部结构的荷载,导向件如滑动面可引导上部结构的移动,定位件如定位导柱用于固定支座的位置,辅助件如防护装置则提高支座的耐久性。这些构件的精心设计确保了支座能可靠地传递各种外荷载。支座的材料钢材支座钢制支座拥有优异的强度和刚度,可靠承载上部桥梁结构的荷载。其结构设计灵活,能适应各种复杂的变形需求。橡胶支座橡胶支座具有良好的减震和隔振效果,可有效降低地震等动力作用对上部结构的影响。其柔性设计也能适应较大的变形需求。铅芯橡胶支座铅芯橡胶支座在橡胶支座的基础上加入铅芯,能更好地吸收地震能量,提供优异的抗震性能。支座的设计考虑因素承载能力支座需承受来自上部结构的各类荷载,包括永久荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。确保支座有足够的承载能力是设计的首要因素。变形协调性支座需能随上部结构的变形而做出相应的变形或位移,避免产生过大的应力而导致损坏。支座的变形性能是关键设计指标。耐久性支座在复杂的环境条件下长期服役,需具有良好的耐候性、耐腐蚀性和抗老化性能,确保可靠使用寿命。抗震性能支座在地震作用下应能确保上部结构的安全,需具备足够的抗震能力。特别是承担隔震功能的支座更需关注其抗震性。支座的承载能力计算5荷载种类支座需承受来自上部结构的永久荷载、活荷载、风荷载等多种组合荷载。1.2安全系数支座设计时需考虑各种不确定因素,采用适当的安全系数确保承载能力。1.5极限状态支座承载能力计算需满足承载性能极限状态和变形性能极限状态。20%承载能力余量支座设计应保留适当的承载能力余量,为未来可能的荷载增加留有余地。支座的变形计算作为连接上下部结构的重要构件,支座不仅需要足够的承载能力,还要确保在各种荷载作用下能协调上部结构的变形,避免产生过大的应力而导致损坏。因此,准确计算支座在荷载作用下的变形特性非常重要。变形类型主要影响因素计算方法竖向变形上部结构荷载、支座刚度基于弹性理论,考虑支座材料及构造特性水平位移温度变化、制动力等水平荷载基于支座导向机构的滑移特性进行计算角度变化上部结构转角、支座刚度不匹配结合上部结构的转角特性进行计算支座的抗震设计1动态特性分析针对上部桥梁结构的动力学特性,对支座进行动态响应分析,确定各类地震作用下的荷载效应。2隔震支座应用采用铅芯橡胶支座或摩擦支座等隔震支座,能有效减小地震力传递到上部结构,提高抗震性能。3抗震构造设计支座的结构细节设计要充分考虑抗震需求,如增加约束、优化受力机理等,确保在地震作用下不会发生损坏。4可靠性验证通过理论计算和试验检验,确保支座在设计地震作用下能可靠满足承载能力、变形协调性和能量消耗等要求。支座的耐久性设计1环境因素考虑针对桥梁所处环境的腐蚀性、温度变化等因素,选用合适的支座材料和防护措施,提高耐久性。2疲劳性能分析评估反复荷载作用下支座的疲劳寿命,确保在设计使用期内不会发生疲劳失效。3耐老化性能采用优质的支座材料和密封措施,确保支座在长期使用过程中不会出现老化变质问题。4定期检查维护制定完善的支座检查和养护方案,及时发现并及时修复支座损坏,延长使用寿命。支座的安装施工现场准备仔细检查支座及其基础位置,确保与设计要求一致。清理表面污垢,做好防护措施。就位调整根据设计图纸精准定位支座,调整高度和水平度。确保支座与上下部结构能良好对接。固定灌浆采用高强无收缩灌浆料将支座牢牢固定在基座上。注浆时应注意排气,确保结构完整。功能验证对安装好的支座进行荷载试验和变形测试,确保其各项性能指标符合设计要求。支座的检查维护定期检查应制定周期性的支座检查计划,定期检查支座的外观、结构、密封性等状况,及时发现问题。保养维护根据检查结果,采取必要的维护措施,如清洗、补漆、更换密封件等,保证支座持续正常工作。损坏修复对于发现的严重损坏,应及时修理或更换支座,以确保桥梁结构的安全。修复时应遵循专业施工规程。记录管理建立健全的支座检查维护档案,详细记录每次检查和维护的情况,为后续管理提供依据。常见支座类型及特点滚动支座采用滚动元件如滚柱或滚球,可承受较大的竖向荷载同时允许水平位移,适用于中长跨径桥梁。其刚度较低,可有效吸收温度变化和振动。滑动支座利用金属或橡胶等材料之间的摩擦力实现相对滑动,可承受大荷载并允许上下部结构的相对滑移变形。适用于需要较大活动能力的桥梁。弹性支座采用橡胶、铅芯橡胶等可压缩性材料制成,具有良好的柔性和隔震性能,能吸收温度变化和振动引起的变形,提高上部结构的抗震性。固定支座为刚性连接,不允许相对位移,多用于跨度较短或上下部结构变形协调性良好的桥梁。可确保上部结构的整体稳定性。滚动支座的设计滚动支座采用滚动元件如滚柱或滚球作为主要受力构件,可承受较大的竖向荷载同时允许上部结构进行水平位移。它具有较低的刚度,能有效吸收温度变化和振动引起的变形,适用于中长跨径桥梁。滚动支座的设计需要考虑滚动部件的材料选择、几何尺寸、润滑措施等因素,确保其能可靠传递荷载,并在上下部结构的相互作用中协调变形。滑动支座的设计滑动支座利用金属或橡胶等材料之间的摩擦力来实现上下部结构之间的相对滑动位移。它可承受较大的竖向荷载,同时允许上部结构在水平方向上发生较大的活动变形。滑动支座的设计需要合理选择滑动材料、优化摩擦系数、确保良好的润滑性能,以确保其在荷载和位移变化下能可靠工作。此外,滑动支座的设计还需考虑限位装置、阻尼措施等,以防止过大的水平位移而影响上部结构的稳定性。通过精细的设计分析和可靠的施工工艺,滑动支座能够为桥梁提供优良的变形协调性能。弹性支座的设计弹性支座采用橡胶或铅芯橡胶等可压缩性材料制成,具有良好的柔性和减震隔振性能。它能有效吸收温度变化和振动引起的变形,提高上部桥梁结构的抗震性能。弹性支座的设计需要合理选择材料性能、优化几何尺寸、确保足够的承载能力和变形协调性。此外,弹性支座的设计还需考虑其与上下部结构的连接方式,以及采用隔震装置等辅助措施,进一步提高其减震和隔震性能。通过系统的设计分析和严格的质量控制,弹性支座能为桥梁提供可靠的支撑与变形协调。固定支座的设计结构特点固定支座为刚性连接,不允许上下部结构之间的相对位移。它能确保桥梁结构的整体稳定性,广泛应用于跨度较短或上下部结构变形协调性良好的桥梁。连接方式固定支座通常采用锚固件将其牢固连接到上下部结构。优化连接细节设计能确保可靠传力,同时满足上下部结构的整体稳定要求。受力机理固定支座直接将上部结构的竖向荷载、水平荷载和弯矩传递至下部结构。其受力机理和设计分析需要考虑各类荷载作用下的应力分布。导向支座的设计导向支座能够允许上部结构在水平方向上相对下部结构发生受限的滑移变形,同时仍能可靠传递竖向荷载。它通常采用滚动或滑动的设计机理,并具有限位装置以防止过大的位移。导向支座的设计需要合理选择滚动或滑动部件的材料和几何参数,确保其在各种荷载作用下能可靠工作。同时还需要设计合理的限位机构,限制上部结构的水平位移幅度,确保整体结构的稳定性。支座与上部结构的连接刚性连接固定支座通常采用刚性连接方式,将支座牢固锚固在上部结构的基座上。这种连接可靠稳定,有利于整体结构的稳定性和载荷传递。可调节连接某些支座如导向支座则需要具备一定的可调节性,以便在安装时对位置和高度进行微调,确保上下部结构的良好对接。活动连接滚动支座和滑动支座则通常采用活动连接方式,允许上部结构相对于下部结构在水平方向上发生受限位移,以应对温度变化和振动引起的变形。复合连接有时还会采用多种连接方式的复合设计,如弹性支座的上部采用刚性连接,下部则采用滑动连接,以满足不同的力学需求。支座与下部结构的连接刚性连接支座通常采用钢筋混凝土或钢构件将其牢固锚固在下部结构的基础上。这种刚性连接方式可靠稳定,有助于整体结构受力传递和变形协调。可调节连接某些支座如导向支座还需要具备一定的可调节性,以便在安装时对位置和高度进行微调,确保与下部结构的良好对接。独立设置部分支座如滚动支座和滑动支座可以独立设置在下部结构的基础上,通过专门的支承结构传递荷载。这样可以更好地满足上下部结构的相互位移需求。适配设计支座与下部结构的连接还需要考虑两者的尺寸、材料性能等因素,进行优化设计以确保稳定可靠的力学传递。支座的选型原则功能性选型时要充分考虑支座在桥梁结构中的功能要求,如承载能力、变形协调性、抗震性能等,确保能满足上部结构的各方面需求。材料适配选择合适的支座材料,如钢、橡胶、金属等,要与上下部结构的材料和性能相匹配,确保整体系统的稳定可靠。施工可行性支座的选型还要考虑施工的便利性和可操作性,如尺寸、重量等因素,确保安装调试顺利,提高工程质量。经济性在满足功能需求的前提下,还要考虑支座的经济性,包括材料成本、制造成本和后续维护成本等因素,达到最佳的性价比。支座的选型方法1荷载分析全面分析桥梁结构的竖向荷载、水平荷载和温度荷载等因素,确定支座所需承担的各类载荷。2变形协调根据上下部结构的预计变形特性,选择能够有效协调变形的支座类型,如滚动支座、滑动支座等。3结构适配考虑支座与上下部结构的几何尺寸、连接方式等因素,确保支座能够可靠地集成于整体结构体系。4材料选择根据支座的功能需求和使用环境,选择合适的材料,如钢、橡胶、聚四氟乙烯等,确保可靠性。支座的制造工艺精密机加工支座的关键零部件,如钢制板、滚动元件等,通常采用数控机床进行精密加工,以确保尺寸和表面质量满足设计要求。高分子成型对于采用橡胶等高分子材料制造的支座零件,需要通过配料、成型、硫化等工艺步骤进行制造,以获得所需的材料性能。装配与检测支座的制造还需要严格的组装工艺和质量检测,包括零部件的安装调试、性能测试等,确保产品质量符合设计要求。支座的质量控制检测与验收对支座的关键参数和性能进行严格的检测和验收,确保各项指标符合设计要求和规范标准。过程控制在支座的制造、运输和安装过程中实施全面的质量控制,杜绝各类质量隐患和缺陷的发生。监督管理建立健全的质量管理体系,明确各参与方的责任和义务,确保质量监督到位、问责到人。支座的运输与储存运输注意事项支座在运输过程中需要采取适当的防护措施,如固定防震、遮蔽防雨等,确保不会在装卸和中途运输过程中造成任何损坏。包装与载具不同材质和构造的支座应采用专门的包装方式,如木箱、塑料膜等,并使用适当的运输工具如货车、吊车等进行运输。环境要求支座在运输和储存过程中应避免遭受潮湿、腐蚀性环境等不利因素的侵害,保持良好的防护和干燥状态。仓储管理支座在施工前应严格按照规定的仓储要求进行分类堆放和定期巡检,确保其性能和质量在交付时不会发生变化。支座的安装步骤1位置确定根据设计图纸,确定支座在桥梁结构中的具体位置和高程。2基础准备对支座底座进行清理和平整,确保与支座底部能完全贴合。3安装就位将支座移动至指定位置,并通过调节装置精确对准。4固定连接采用锚栓等方式将支座可靠地固定在下部结构上。5检查调试对支座的几何尺寸、平整度等进行仔细检查,必要时进行调整。支座的安装是桥梁施工的关键环节,需要严格按照设计要求和施工规范进行操作。首先确定支座在结构中的精确位置和高程,做好基础的准备工作。然后将支座就位并固定连接,最后进行全面的检查验收,确保其安装质量满足使用要求。支座的检查与验收安装质量检查验收时仔细检查支座的安装位置、固定连接、几何尺寸等,确保各项指标达到设计要求。性能参数测试通过专业仪器对支座的承载能力、变形协调性、抗震性能等进行检测,确保各项性能指标合格。外观质量验收审查支座的表面质量,检查是否存在任何机械损伤、裂纹缺陷等缺陷。验收记录归档对检查和测试的全过程进行详细记录,并妥善保存相关文件,作为工程验收的依据。支座的维护保养1定期巡检对支座外观、连接部位、变形情况等进行定期肉眼检查,发现问题及时记录和上报。2性能监测采用专业仪器定期监测支座的各项性能指标,如承载能力、变形量等,掌握支座的使用状态。3维护保养根据监测结果,采取必要的保养措施,如清洁、注油、更换损坏部件等,确保支座长期可靠运行。4记录归档详细