重庆大学桥梁工程课件(2014)2.2

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1、BRIDGE 桥梁工程 钟轶峰 电话 邮箱 2020 1 27 BRIDGE 2 第六章 梁桥的支座 6 1 概述 6 2 支座的类型和构造 2020 1 27 BRIDGE 3 6 1 概述 支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部 件 支座作用是 1 将桥跨结构上各种荷载反力传递给墩台 包括恒载和活载引起的竖向力和水平力 2 保证结构 在活载 温度变化 混凝土收缩和徐变等因素作用下 能自由变形 以使上 下部结构的实际受力情况与结 构的静力图式一致 2020 1 27 BRIDGE 4 支座的分类 按使用性能分 固定支座 能自由转动但不能水平移动 活动支座 能自由转动且能水平移动 单向活

2、动支座 多向活动支座 按材料分 简易垫层支座 钢支座 钢筋混凝土支座 橡胶支 座 按功能分 常规支座 特殊支座 如减震支座 拉力支座等 2020 1 27 BRIDGE 5 梁桥支座布置的基本原则 支座必须能可靠地传递竖向和水平向反力 支座应使由于梁体变形所产生的纵 横向位移和纵 横向转角 以及平面转角 尽可能不受约束 n 对于桥面特别宽的梁桥 要 考虑支座横桥向移动的可能 性 n 在预应力梁上的支座不应该 对梁体的横向预应力产生约 束 同时也不得将施加梁体 横向预应力的荷载传给墩台 2020 1 27 BRIDGE 6 当桥梁位于坡道上 固定支座一般应设在下坡方向的 桥墩台上 当桥梁位于平坡

3、上 固定支座宜设在主要行车方向的 前端桥墩台上 固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方 不宜设 置在较高的墩处 较长的连续梁桥固定支座设在桥长中间部位的桥墩上 较为合理 因为此处两侧的自由伸缩长度比较均衡 2020 1 27 BRIDGE 7 通常在坡桥主梁底面 增设局部的楔形构造 连续梁可能发生支座沉陷时 应考虑支座高度调整的 可能性 n 通常在设置固定支座的桥 墩上 一般采用一个固定 支座 相邻的支座设置为 横向可活动 纵向固定的 单向活动支座 在活动墩 上 一般设置一个纵向活 动支座 其余均设置多向 活动支座 2020 1 27 BRIDGE 8 6 2 支座的类型和构造 选取支座类型应

4、考虑桥梁结构的跨径 支点反力的大 小 梁体的变形程度 对支座高度的要求等因素 由于支座种类比较多 大家在学习时一定要知道每个 支座的特点 了解它如何承受竖向力以及能够承受多大的竖向力 如何实现转动 对于固定支座 要关注它如何限制水平移动 限制 的能力有多大 对于活动支座 要关注它如何实现水平移动 最大 的水平位移受到哪些限制 对于减隔震支座 要关注它如何减震耗能的 减隔 震的能力如何 2020 1 27 BRIDGE 9 6 2 1 简易垫层支座 在梁底和墩台顶面之间设置垫层来支承上部结构 垫层可用几层油毛毡 石棉板或铅板等做成 利用这 些材料比较柔软又具有一定强度的特性来适应梁端比 较微小的

5、转动与伸缩变形的要求 并承受支点荷载 通过垫层材料的不均匀弹性压缩适应梁端转动 通过 垫层材料的剪切变形适应梁端的平动 变形性能较差 仅适用于跨度10m以下的公路桥和4m 以下的铁路板桥 2020 1 27 BRIDGE 10 6 2 2 铸钢支座 铸钢支座是一种传统形式的支座 基本上都由可以相对运动的所谓上 下摆组成 承载能力强 尺寸大 耗钢量多 传力急剧 容易造 成下部结构损坏 而且容易锈蚀 养护费用高 目前 公路桥梁较少采用铸钢支座 主要应用于铁路桥梁 v平板支座 是最简单的一种支座形式 其上 下摆就是两块平 板 只能做有限的纵向活动 梁端不能完全自由旋转 只能用于小跨径且支点转动变形可

6、以忽略不计的梁 桥 比如8m以下的铁路桥 2020 1 27 BRIDGE 11 将平板支座上 下摆的平面接触改为平面与弧面接触 其它完全一样 对固定支座用销钉使上 下摆相对固定 活动支座则 靠弧面在平板上的滑动来满足位移要求 计算中取两 摆间的摩擦系数为0 2 使用中经常发生转动不灵活或锚栓剪断的现象 因此 目前使用也不多 可用于16m以下的铁路桥 弧形支座 2020 1 27 BRIDGE 12 当主梁跨径大于20m 并且反力较大时 常采用 其固定支座由上 下摆两部分组成 其活动支座采用图示的摇轴机构 它由上摆 下摆 摇轴 和底板三部分组成 我国铁路桥梁设计标准将摇轴支座用于跨度8时 c

7、10Mpa 当5 S 8时 c 7 9Mpa 2020 1 27 BRIDGE 34 2 确定支座的厚度 橡胶片的总厚度与梁体水平位移 之间应满足下列关系 式中 橡胶片的总厚度 为橡胶片的容许剪切角正切值 对于 硬度为55 60 的氯丁橡胶 规范规定 当不计活载制动力作用时采用 0 5 计及活载制动力时可采用0 7 支座厚度的计算图式 第六章 第三节 支座的计算 a h 同时满足 a为矩形支座短边尺寸 2020 1 27 BRIDGE 35 3 验算支座的偏转情况 主梁受荷后发生挠曲变形时 梁端将引起转角 此时支座伴随出现线性 的压缩变形 梁端一侧的压缩变形量为 梁体一侧的为 为了确保支座 偏

8、转时橡胶与梁底不发生脱空而出现局部承压的现象 则必须满足条件 支座偏转图式 第六章 第三节 支座的计算 2020 1 27 BRIDGE 36 4 验算支座的抗滑稳定性 为了保证橡胶支座与梁底或墩台顶面之间不发生相对滑动 则应 满足以下条件 不计入汽车制动力时 计入汽车制动力时 第六章 第三节 支座的计算 2020 1 27 BRIDGE 37 第七章 简支梁桥的施工 7 1 钢筋混凝土简支梁桥的制造工艺 7 2 预应力混凝土简支梁桥的制造工艺 7 3 装配式简支梁构件的运输和安装 2020 1 27 BRIDGE 38 v就地浇筑法 现浇法 它是通过直接在桥跨下面搭设的支架作为工作平台 然后

9、在其上面制造梁体结构 适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥 或靠 岸边水不太深且无通航要求的小跨径桥梁 梁桥上部结构的施工方法 2020 1 27 BRIDGE 39 将桥跨结构用划分成若干根独立的构件 放在桥位 附近专门的预制场地或者工厂进行成批的制作 然 后将这些构件适时地运到桥孔处进行安装就位 适用于同类桥梁跨数较多 桥墩又较高 河水又较 深或有通航要求的情况 预制安装法 2020 1 27 BRIDGE 40 7 1 钢筋混凝土简支梁桥的制造工艺 立 模 板 整 理 施 工 现 场 搭 设 支 架 焊 接 绑 扎 骨 架 钢 筋 加 工 浇 筑 混 凝 土 混 凝 土 运 输 混 凝

10、 土 搅 拌 振 捣 混 凝 土 2020 1 27 BRIDGE 41 7 1 1 模板 模板是用于浇筑混凝土 形成结构形状和尺寸的临时 性板块结构 根据材料可分为 钢模 木模 钢木结合模板 土 模 钢筋混凝土模板等 就地浇筑的施工方法多采用木模和钢模 木模多用于非等跨结构的场合 钢模多用于等截面的标准构件 预制安装的施工方法多采用钢模 也可采用其他种类 的模板 2020 1 27 BRIDGE 42 模板类型 桥梁钢模板 桥梁木模板 2020 1 27 BRIDGE 43 模板的要求 模板必须有足够的强度 刚度和稳定性 能可靠地承 受施工过程中可能产生的各项荷载 虽然是临时结构 但它要承受

11、大部分恒载 为保证结构位置和尺寸的 准确 一般需要进行专门的设计计算 保证工程构造物的设计形状 尺寸及各部分相互之间 位置的正确性 构造和制作力求简单 装拆既要方便又要尽量减少构 件的损伤 以提高装拆运的速度和增加周转使用的次 数 模板的接缝必须密合 以免在振动下发生漏浆 2020 1 27 BRIDGE 44 7 1 2 钢筋工作 钢筋加工的准备工作 首先进行钢筋整直 除锈等 然后即可按图纸要求 进行划线下料工作 钢筋的弯制成型和接头 采用手动或电动弯筋器按规定的弯曲半径弯制成型 钢筋接头应采用电焊 有困难的话也可以采用绑扎 搭接 但接头长度应符合相应的规定 钢筋骨架的成型和安装 应在坚固的

12、焊接工作台上进行施工 骨架焊接一般 采用电弧焊 先焊成单片平面骨架 再组拼成立体 骨架 2020 1 27 BRIDGE 45 在钢筋安装工作中 为保证达到设计及构造要求 应 注意以下几点 钢筋接头宜设在受力较小处 并宜错开布置 为了保证混凝土保护层的必需厚度 应在钢筋与模 板间设置水泥浆垫块 混凝土垫块 垫块可以防止 钢筋与模板贴在一起 垫块应错开设置 不应贯通 截面全长 为固定钢筋和保证相互间的横向净距 两排钢筋之 间可使用混凝土分隔块 或用短钢筋扎结固定 2020 1 27 BRIDGE 46 7 1 3 混凝土工作 v混凝土的搅拌 根据生产场地的不同分为商品混凝土和现场拌制混凝 土 商

13、品混凝土是指在工厂 混凝土搅拌站 中生产 并 作为商品出售的混凝土 对于混凝土这种主要建筑材料 将其备料 拌制 运 输等生产环节 从传统的现场施工中脱离出来 通过 高度专业化的集中批量生产 成为一个独立核算生产 的建材商品 优点 环境效益 社会效益 经济效益 2020 1 27 BRIDGE 47 混凝土的运输 混凝土应迅速从搅拌地点运往浇筑位置 应根据工程 情况和设备情况选择运输工具 运输道路要平整 以防止混凝土因颠簸振动而发生离 析等现象 一旦发生这种现象 必须在浇筑前进行再 次搅拌 2020 1 27 BRIDGE 48 混凝土的浇筑 混凝土的浇筑是指将拌和好的混凝土模筑成各种结构 的过

14、程 必须根据混凝土的拌制能力 运距 浇筑速度 气温 及振捣能力等因素 认真制定混凝土的浇筑工艺 原则是厚的分层 长的分段 大的分块 连续进行 2020 1 27 BRIDGE 49 混凝土的振捣 用混凝土浇筑构件时 必须排除其中气泡 进行捣固 使混凝土密实结合 消除混凝土的蜂窝麻面等现象 以提高其强度 保证混凝土构件的质量 混凝土振捣器就是机械化捣实混凝土的机具 按传递 振动的方法分 有内部振捣器 插入式振捣器 外 部振捣器 附着式振捣器 和表面振捣器 平板式振 捣器 三种 2020 1 27 BRIDGE 50 7 1 4 养护及拆除模板 养护的目的 一是创造各种条件使水泥充分水化 加 速混

15、凝土硬化 二是防止混凝土成型后遭遇暴晒 风 吹 寒冷等而出现的不正常收缩 裂缝等破损现象 养护可分为自然养护和蒸汽养护 自然养护指在露天 温度 5 以上 条件下 混凝土表面进行覆盖 浇水 养护或在结构平面上使混凝土在潮湿条件下 强度正 常发展的养护工艺 用蒸汽养护可加速混凝土硬化 一般将混凝土放在温 度低于100 常压蒸汽中16 20h 进行养护 混凝土构件经过养护后 达到了设计强度的25 50 时 即可拆除侧模 达到了设计吊装强度并不低于设 计标号的70 时 就可拆除各种模板 起吊主梁 2020 1 27 BRIDGE 51 7 2 预应力混凝土简支梁桥的制造工艺 v7 2 1 先张法简支板

16、的制造工艺特点 先张法的优点是张拉钢筋时 不需夹具 它的锚固是 依靠预应力钢筋与混凝土的粘结力自锚于混凝土中 批量生产 效率高 施工简单 它的缺点是需要专门的张拉台座 基建投资大 构件 中的钢筋只能采用直线配筋 施加的预应力较小 用 于中小构件 2020 1 27 BRIDGE 52 2020 1 27 BRIDGE 53 台座 墩式台座 墩式台座是由台面 承力架 横梁和定位钢板等组 成 靠自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾覆力矩 并 靠土壤的反力和摩擦力来抵抗水平位移 台面是制梁的底模 横梁是将预应力筋张拉力传给承 力架的构件 承力架再把张拉力传递给基础 定位钢 板是用来固定预应力筋的位置 2020 1 27 BRIDGE 54 台座 槽式台座 槽式台座由台面 传力柱 横系梁 横梁和定位钢板 等构件组成的 槽式台座是个自反力框架 由传力柱来平衡张拉力 横系梁可以提高传力柱的受压稳定性 传力柱和横系 梁一般用钢筋混凝土做成 其它部分与墩式台座相 同 2020 1 27 BRIDGE 55 张拉程序 为了减少预应力筋的应力损失 通常采用超张拉的方 法 按表中的规定进行 2020 1 27