《cA桥梁支座》课件

桥梁支座桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件,承担着重要的结构功能。它们的设计和选择对于整个桥梁的安全性和使用寿命至关重要。课程目标桥梁支座设计了解桥梁支座的基本构成和常见类型,掌握不同类型支座的设计原理。施工与养护学习支座的安装要求、检查维护方法,以及支座故障的处理措施。性能分析掌握支座温度效应、抗震性能、耐久性等的计算方法和设计措施。桥梁支座的构成支座主体结构桥梁支座由上承力块、下承力块和中间滚动或滑动装置组成,构成了承载整个上部结构的主体结构。支座辅助装置支座还包括限位装置、缓冲装置、排水装置等,用于调节和优化支座的工作性能。支座材质选择支座的上下承力块一般采用钢材或混凝土,中间滚动或滑动装置则采用特殊的耐磨材料。常见的桥梁支座类型固定支座限制承重结构在水平和竖直方向的移动,适用于受力相对集中的上桥结构。可以通过设置限位装置来控制其移动。滑动支座允许桥面结构在水平方向自由滑动,可以吸收温度变化等引起的伸缩变形。采用滚动摩擦元件或平滑的滑动面实现。摇动支座可以在一个轴线上自由摇动,适用于需要承受水平位移的上部结构。采用球形铰链等结构实现。弹性支座采用橡胶或其他弹性材料,可以吸收振动和冲击,提高上部结构的抗震性能。主要用于水平位移较大的桥梁。桥梁支座的选择荷载类型根据桥梁上部结构及交通荷载特点，选择承载能力足够的支座类型。支座运动方式根据上部结构的变形特点，选择能够适应变形的支座类型。环境条件考虑温度、湿度、腐蚀等环境条件，选择适合的材质和结构。经济性在满足技术要求的前提下，选择施工及维护成本较低的支座。固定支座的设计确定载荷条件确定桥梁的永久荷载、临时荷载和环境作用下的支座受力条件。选择支座材料根据荷载大小和环境条件选择合适的钢材或铸钢材料。计算支座尺寸根据承受的荷载和材料性能,确定支座的平面尺寸和高度。设计支座构造确定支座的形式,包括底座、支撑筋、锚栓等构造细节。计算应力和位移对支座进行应力和位移计算,确保其安全性和变形满足要求。滑动支座的设计1确定滑动方向根据上部结构受力分析确定滑动支座的滑动方向2选择滑动材料常用高分子聚合物、PTFE等具有低摩擦系数的材料3设计滑动面积根据预估的滑移量和支座承载能力计算滑动支座是一种能够在水平方向发生相对位移的桥梁支座。其设计需要确定滑动方向、选择合适的滑动材料,并根据预估的滑移量和支座承载能力来设计滑动面积。摇动支座的设计1限度角度支座摇动角度不超过3°2摇动机制利用球面或圆柱面实现摇动3结构形式内部设有弹簧或其他缓冲装置摇动支座可用于支持承受侧向力和倾斜的桥梁结构。它采用球面或圆柱面作为摇动机制,限制摇动角度在3度以内,并通过内部的弹簧或其他缓冲装置来吸收水平荷载作用。这种设计可以平顺地转移桥梁上部结构的各种载荷。弹性支座的设计1材料选择弹性支座常使用橡胶、钢、塑料等材料,根据承载能力、变形要求等特点合理选择。2受力分析仔细分析支座所承受的垂直荷载、水平荷载、旋转等荷载状况,确保满足使用需求。3变形控制合理设计支座尺寸和形状,控制支座在荷载作用下的最大变形,确保桥梁安全。支座与上部结构的连接1铰支座连接将铰支座通过键与上部结构连接,为结构提供转动自由度。2滑动支座连接采用销轴或滑动板将滑动支座与上部结构可靠连接,确保传力畅通。3固定支座连接通过焊接或高强螺栓将固定支座牢固地与上部结构刚性连接。4弹性支座连接利用橡胶或金属弹性元件,将弹性支座柔性连接至上部结构。支座与下部结构的连接1基础与支座连接支座通常通过螺栓或铆钉与桥墩/台基等下部结构进行刚性连接，确保整体稳定性。2锚栓设计锚栓负责将支座与下部结构可靠地连接在一起，需要考虑支座受力状态和下部结构材质。3支座与基础配合支座与基础基座应尺寸协调，确保受力均匀分布，避免局部应力过大。4支座安装调整施工时需要对支座进行高度调整和水平校正，确保其正确定位。支座安装要求严格施工支座的安装必须严格按照设计图纸和规范要求进行，确保支座位置精确、水平度合格、固定可靠。精细调整对于滑动支座和摇动支座，需要精细调整支座的位置和活动情况,确保其能够自由运动。严格检验在安装完成后,应进行仔细检查,确保各项指标均符合要求,并做好检查记录。充分养护支座安装后还需要进行定期检查和养护,确保其长期稳定可靠运行。支座的检查与养护定期检查需定期对支座进行肉眼检查,及时发现并修复裂纹、位移等问题。维护保养定期清洁支座表面,补充润滑油,防止腐蚀和磨损。确保支座良好运转。及时修复对于严重损坏的支座,应立即采取维修措施,避免进一步恶化。支座故障及处理措施支座破损由于长期使用或外力作用,支座可能会出现局部破损。需及时维修或更换受损零部件。支座位移当上部结构发生位移时,支座也可能发生偏移。应检查并调整支座的定位,确保上下部结构的正确连接。橡胶老化橡胶支座在长期使用中会出现老化和变形。需定期检查并视情况进行更换。滑动不畅滑动支座可能会因缺少润滑或受到阻碍而滑动不畅。应清理其表面,并补充必要的润滑剂。支座温度效应的计算桥梁支座需要考虑温度变化对其性能的影响。这包括计算温度上升或下降导致的桥梁结构的伸缩变形，并据此设计支座的承载能力、滑移能力和转动能力。同时还需要预留足够的空间以满足温度变化引起的支座位移。通过对温度效应的精确计算和合理的设计措施，可以确保桥梁在各种环境温度条件下都能安全、可靠地运行。支座温度效应的设计措施温度变形补偿采用可调滑移或转动支座,设置伸缩缝等措施,以应对温度变化引起的桥梁结构的受力变化和位移变形。抗冻设计在寒冷地区,需采取保温、加热等措施,防止支座的冻结,保证其正常工作。温度监测在关键位置设置温度传感器,实时监测支座的温度变化,以采取相应的维护措施。支座缓冲装置的作用柔性连接支座缓冲装置为桥梁上部结构与下部结构之间提供柔性连接,减小荷载传递过程中的冲击力。吸收振动缓冲装置可以吸收来自车辆行驶、地震等动荷载导致的振动,保护上部结构免受损害。提高使用寿命有效的缓冲装置可延长支座和整个桥梁的使用寿命,降低维修成本。确保安全性缓冲装置能在极端情况下防止上部结构与下部结构分离,保护桥梁结构安全。支座缓冲装置的设计1目的缓解桥梁支座受力,保护上下部结构2材料橡胶、弹簧等可变形材料3结构顶板、底板和垫层组成4作用吸收沉降、水平移位和旋转变形桥梁支座缓冲装置旨在降低荷载传递过程中的冲击力,保护上下部结构免受损坏。它由刚性顶板、柔性垫层和刚性底板组成,利用材料的变形来吸收各种变形。设计时需考虑支座的位移、倾角以及材料性能,确保缓冲装置能有效减小荷载传递过程中的集中应力。锚栓的设计材料选择锚栓材料需要满足强度、耐腐蚀等要求,通常采用优质钢材。尺寸设计锚栓长度需根据支座基础厚度和嵌固深度确定,直径则根据承载要求确定。构造设计锚栓需设置适当的预留孔洞,并与支座基础钢筋进行可靠连接。性能检验锚栓安装后需进行拔出试验,确保其与混凝土基础的可靠连接。锚栓的安装与检查锚栓安装锚栓应按照设计要求和施工规范进行安装。具体包括孔洞钻制、锚栓定位、锚栓埋设以及密封固化等步骤。要确保锚栓与结构件之间可靠牢固，避免松动。安装检查安装完成后应进行仔细检查，主要包括检查锚栓位置、垂直度、伸出长度等。如发现任何异常情况必须及时处理，确保锚栓安装质量符合设计要求。定期检查投入使用后,应定期检查锚栓的状态,监测是否存在锈蚀、松动等问题。一旦发现问题应及时采取修理或更换措施,确保锚栓长期稳定可靠。支座承压能力的计算承压指标主要计算公式计算依据承压应力σ=Q/AQ为支座受力，A为支座面积极限承压强度f_cd=f_ck/γ_cf_ck为混凝土抗压强度特征值，γ_c为安全系数承压安全系数η=f_cd/σ应确保η不小于3.5对于受压支座而言，确保承压安全是首要任务。通过计算承压应力、极限承压强度和安全系数，可以确保支座承压能力满足设计要求。支座滑动能力的计算2.0摩擦系数评估支座与接触面之间的静摩擦系数30K垂直荷载计算支座所承受的垂直荷载大小25cm滑移量确定支座允许的最大滑移量滑动能力的计算需要考虑多个关键参数,包括支座与接触面之间的摩擦系数、承受的垂直荷载大小,以及支座允许的最大滑移量。通过合理评估这些因素,可以确保支座具备充分的抗滑能力,保障桥梁结构的安全性。支座转动能力的计算支座的转动能力是评估支座性能的关键指标之一。通过计算支座的最大转角和转动刚度,可以确保支座可以满足上部结构的转动需求。5°最大转角合理的最大转角可确保支座的安全性能,一般不超过5°。100kN·m转动刚度较高的转动刚度可保证上部结构的稳定性,通常要求大于100kN·m。50%转动利用率支座的实际转动利用率应控制在50%以内。支座抗震性能的分析1动力特性分析对支座的质量、刚度和阻尼特性进行分析,了解其在地震作用下的动力响应特性。2抗震性能评估评估支座在地震作用下的抗剪能力、抗拉能力和抗压能力,确保满足抗震设计要求。3优化设计根据分析结果,优化支座的设计参数,提高其在地震作用下的抗震性能。4抗震检验通过试验或模拟分析,验证支座在地震作用下的实际抗震性能。支座耐久性的分析耐久性检查定期检查支座的状况,及时发现问题并采取修缮措施,是确保支座长期稳定运行的关键。腐蚀性分析要重点关注支座材料的腐蚀情况,采取防腐措施,避免因腐蚀导致的结构性能下降。老化损坏评估支座在长期使用过程中会发生老化,需要评估其对承载能力和使用性能的影响。支座构造细部设计要点预留空间在上部结构和下部结构之间预留足够的空间,确保支座的安装和检查维护工作能够顺利进行。标准化设计采用标准化的支座尺寸和构造,提高工程建设效率,降低维护成本。防护措施采取防雨、防尘、防锈等措施,保护支座免受环境因素的侵害,延长使用寿命。硬化表面支座滑动面应采用硬化表面处理,降低摩擦系数,提高滑动性能。支座工程量的计算根据本桥梁工程支座的数量、锚栓数量、安装工时以及混凝土用量等信息,可以计算出支座施工的详细工程量。这有利于制定合理的工程预算和施工计划。支座工程质量验收标准1材料检查确保支座材料符合设计要求和相关标准,并进行进场检验。2尺寸检查仔细测量支座的关键尺寸,确保符合图纸和技术规范。3安装质量检查支座的定位、安装高程、水平度和垂直度等指标。4承载能力通过荷载试验验证支座在设计荷载下的承载和变形性能。案例