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桥梁支座的概念与类型

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目录

一、桥梁支座的概念

二、桥梁支座的布置

三、桥梁支座的类型和构造

四、桥梁支座的选择

一、桥梁支座的概念

架设于墩台上,顶面支承桥梁上部结构的装置。 其功能为将上部结构固定于墩台,承受作用在上部 结构的各种力,并将它可靠地传给墩台;在荷载、温 度、混凝土收缩和徐变作用下,支座能适应上部结 构的转角和位移,使上部结构可自由变形而不产生 额外的附加内力。

支座是桥梁的重要传力装置,设计中除考虑其 应有足够的强度、刚度和自由的转动或移动性能外, 还应注意便于维修和更换,施工中应重视座板下混 凝土垫层的平整,并应根据气温确定其安放位置;在 地震区应考虑抗震措施。

支座型式和规格的选用,要考虑的因素包括桥 梁跨径、支点反力、对建筑高度的要求、适应单向 和多向位移及其位移量的需要,以及防震、减震的 需要。

桥梁支座的布置方式:

主要根据桥梁的结构型 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(纵向)活动支座。

公路梁桥由于桥面较宽,要考虑支座横桥向移 动的可能性。

连续梁桥每联(由两伸缩缝之间的若干跨组成) 只设一个固定支座。 为避免梁的活动端伸缩量过大,固定支座宜布 置在每联长度的靠中间支点处。

但若该处墩身较高, 则应考虑避开,或采取特殊措施,以避免该墩顶承 受过大的水平力。

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。

曲线箱梁中间常设单支点支座,仅在一联范围 内的梁的端部(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。

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道方向分力的作用下 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,应使成桥 后的上部结构的支点位置与下部结构的支座中线对 齐。如果考虑到工后徐变,可能需要设置预偏量。

按制作材料:

钢支座

聚四氟乙烯支座

橡胶支座 :板式橡胶支座、盆式橡胶支座

混凝土支座

铅支座

按支座容许变形:

固定支座

单向活动支座

多向活动支座

按能否承受拉力: 只受压支座、拉压支座

2、桥梁支座的构造

1)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。

2)钢支座

钢支座是靠钢部件的滚动、摇动和滑动来实现 支座的位移和转动功能的。它的特点是承载能力强, 能适应桥梁的位移和转动的需要,目前仍应用于铁 路桥梁。钢支座常用的有铸钢支座和新型钢支座。

铸钢支座

铸钢支座采用碳素钢或优质钢经过制模、翻砂、铸 造、热处理、机械加工和表面处理制成,是一种传 统型式的支座。 

视跨度与荷载的大小,钢支座有平板支座、弧形支 座、摇轴支座、辊轴支座等几种型式。 

各类支座基本上都由可以相对摆动的上、下摆组成。

轴与辊轴支座还包括摇轴(可以看作下摆)、辊 轴与底板。

平板支座

平板支座的上、下摆就是两块平板。固定支座的上、下 平板间用钢销固定。活动支座只将上平板销孔改成长圆 形。平板支座构造简单、加工容易,但反力不集中,梁 端不能自由转动,伸缩时要克服较大的摩阻力,故只适 用于小跨度的梁

弧形支座

弧形支座是将平板支座上、下摆的平面接触改为弧 面接触。这样,反力便能集中传递,梁端也能自由 转动。但伸缩时仍要克服较大的摩阻力,所以仍只 适用于较小跨度的梁。

摇轴支座 摇

轴支座由上摆、底板和两者之间的辊子组 成。将圆辊多余部分削去成为扇形,就形成摇轴。 摇轴支座能满足活动支座的各项要求。

摇轴 的直径可以加大,承载能力可以提高。但支承反力 越大,相应地要求辊子(摇轴)的直径也越大,这 就使支座高度变得很大。

辊轴支座

辊轴支座能满足活动支座的各项要求。由于 反力是通过若干辊轴压在底板上的,因此辊子的直 径可以随其个数的增多而减小,反力也可分散而均 匀地分布到墩台垫石面上。辊轴支座适用于各种大 型桥梁。辊轴的个数视承载力大小而定,一般为 2~10个。

铸钢支座能较好地适应不同跨度桥梁的要求,但支 座构造复杂,用钢量大,大型辊轴支座可高达数米。 当弧面半径很大时,若积有污垢,就转动不灵,需 要定期养护。

目前公路桥梁已较少采用铸钢支座,铁路桥梁也开 始使用盆式橡胶支座。

新型钢支座

新型钢支座主要有:不锈钢或合金钢支座、滑板钢 支座、球面支座。

特点: 采用不锈钢或高级合金钢材料制造,支座可 封闭在油箱内,以防生锈并减少维护或免维护;

对承受接触应力的部分进行表面硬化处理, 以提高其容许承载力;

支座的转动部分采用钢制或黄铜制成的球冠 形,在球冠的上、下分别设置聚四氟乙烯板以减少 摩阻力,构成球面(型)支座。

3)橡胶支座

板式橡胶支座

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-25℃的地 区,天然橡胶用于-30℃至-40℃的地区。

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)容许剪切的正切值。

适用范围:支座反力为70-3600kN的公路、城市桥 梁。

其它类型板式橡胶支座

桥梁球冠圆板式橡胶支座

球冠圆板式橡胶支座在有一定纵横坡下优于普通 平面圆式橡胶支座,它能有效可靠地将上部结构的荷 载传递给下部结构,改善在安装过程中产生的偏压脱 空等不良现象,适用于各种布置复杂,纵坡较大的立 交桥及高架桥。

坡型板式橡胶支座

铅芯橡胶支座 铅芯橡胶支座

铅芯支座除能承受 结构物的重力和水平力 外,铅芯产生的滞后阻 尼的塑性变形还能吸收 能量,并可通过橡胶提 供水平恢复力。

盆式橡胶支座

盆式橡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。

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