第六章 桥梁的支座教学内容

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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,1)简支梁桥一般一端采用固定支座,一端采用活动支座；多跨固定支座不宜布于一个桥墩上，高墩可考虑把两活动支座置于此。,2)连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座. 为避免梁的活动端伸缩缝过大，固定支座宜置于每联的中间支点上;但若该处墩身较高，则应考虑避开，或采取特殊措施，以避免该墩身承受水平力过大。,水平力,竖向力,3)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追方向分力的作用下受压，以便能抵消一部分竖向荷载产生

2、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。 4)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。通常宜采用球面支座，且为多向活动支座。,第二节 支座的类型和构造,支座按材料制造主要类型有：,简易垫层支座,钢支座,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,钢筋混凝土摆柱,图6-6(a)所示平板支座的上、下摆就是两块平板。固定支座的上、下平板

3、间用钢销固定。 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，故只适用于很小跨度的梁。,（1）平板支座,二、钢支座(目前主要用于铁路桥） 各类支座基本上都由可以相对摆动的所谓上、下摆组成,（2）弧形钢板支座(图6-6b) 适用范围：跨径1020m，（伸缩时仍要克服较大的摩阻力）支撑反力小于600KN. 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,三、钢筋混凝土摆柱式支座,适用：钢筋混凝土摆柱式

4、支座可用于跨径大于或等于20m的公路梁桥，或跨径大于13m的公路悬臂梁桥的挂孔；铁路桥梁。它的水平位移量较大，承载力为5500kN左右，多作活动支座。,构造：它的上下两端各放弧形固定钢支座一个。摆柱由4050号混凝土制成，柱体内一般按含筋率约为0.5%左右配置竖向钢筋，同时要配置水平钢筋网，以承受支座受竖向压力时所产生的横向拉力。,四、橡胶支座,1、板式橡胶支座,形状：矩形和圆形； 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。 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。

5、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）加劲层以提高支座的竖向承载能力；（4）无固定和活动支座之分。 适用范围：支座反力为703600kN的中等跨径（40,有50-60）公路、城市桥梁。 施工：在墩台顶部，需铺设一层1:3砂浆，以保证支座放置平稳;因橡胶与钢或混凝土之间有足够大的摩阻力(摩擦系数0.250.40）橡胶板与梁底和墩台顶之间一般无须连接；若水平荷载较大时，为防滑，可在支座顶、底预留定位空槽。,聚四氟乙烯滑板式橡胶支座简称四氟滑板式支座，是于普通板式橡胶支座上按照支座尺寸大小粘复一层厚2-4mm的聚四氟乙烯板而成. 四氟滑板式支座除具有普通板式橡胶支

6、座的竖向刚度与弹性变形，且能承受垂直荷载及适应梁端转动外，利用聚四氟乙烯板与不锈钢板间的低摩擦系数（f0.08）可使桥梁上部构造水平位移不受限制。 跨度30米的大跨度桥梁、简支梁连续板桥和多跨连续梁桥可作活动支座使用；,四氟滑板式橡胶支座,聚四氟板式橡胶支座 1-上支座板 ；2-不锈钢板；3-聚四氟乙烯板； 4-防护罩；5-A3钢板；6-橡胶,2.桥梁盆式橡胶支座(70年代，大中跨径桥梁） 板式支座处于无侧限受压状态，厚度不能过大，水平位移主要取决于橡胶的剪切变形。 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（橡胶的容许抗压强度可以提高到 25MPa） 、水平位移量大、转

7、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。,盆式橡胶支座的一般构造,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,3.球形橡胶支座 适用于曲线桥、弯桥（多向转动、并且转动量大） ；承载能力较大，大跨径宽桥。（导向装置）,第三节 板式橡胶支座的设计与计算,1、板式橡胶支座物理力学性能 1）尺寸 橡胶板： 平面尺寸 la*lb（标准生产） 厚度5mm（标准）、顶底两层2.5mm 钢板： 平面尺寸保护层不小于5mm 厚度 ;不小于2mm Kp应力校正系数，取1.3； Rck支座

8、压力标准值（汽车荷载计入冲击系数）； tes,u、tes,l加劲钢板上、下层橡胶层厚度； Ae承压加劲钢板面积； s加劲钢板轴向拉应力限值，可取钢材屈服强度的0.65倍;,2）橡胶支座抗压弹性模量按下列公式计算： 矩形支座： 圆形支座： 式中: Ee支座抗压弹性模量（MPa）； Ge支座抗剪弹性模量； S支座形状系数； l0a矩形支座加劲钢板短边尺寸； l0b矩形支座加劲钢板长边尺寸； d0圆形支座钢板直径； tes支座中间层单层橡胶厚度。 支座形状系数应在5S12范围内取用。,3)剪切模量Ge 常温下橡胶支座抗剪弹性模量 Ge=1.0 Mpa；当累年最冷月平均温度的平均值为0-10时，Ge值

9、应增大20%；当低于-10时，Ge值应增大50%； 当低于-25时，Ge为2MPa。 4）剪切角正切值限制 当不计制动力时，tg0.5 当计入制动力时，tg0.7 5)摩擦系数 支座与混凝土接触时，=0.3； 支座与钢板接触时，=0.2； 聚四氟乙烯板与不锈钢板接触（加硅脂）时，f=0.06；当温度低于-25时，f值增大30%；当不加硅脂时，f值应加倍。当有实测资料时，也可按实测资料采用。 6）平均容许压应力 c=10.0MPa,2.板式橡胶支座的设计与计算,（1）确定平面尺寸la、lb,（2）确定厚度te,（3）计算支转角，验算支座不脱空条件,（4）验算支座的抗滑性能（）,抗压（ c、 Ee

10、 ）,受压稳定性,剪切角限制（tg、 Ge ）,(1)确定支座的平面尺寸 =Rck/Ae c Ae支座有效承压面积（承压加劲钢板面积）； (2)确定支座厚度 保证受压稳定考虑，应符合下列条件： 矩形支座 圆形支座 式中:la矩形支座短边尺寸； d圆形支座直径。,从满足剪切变形考虑，应符合下列条件tg tg ： 不计制动力时 计入制动力时 当板式橡胶支座在横桥向平行于墩台帽横坡或盖梁横坡 设置时，支座橡胶层总厚度应符合下列条件： 不计制动力时 计入制动力时 式中: te 支座橡胶层总厚度； l由上部结构温度变化、混凝土收缩和徐变等作用标准值引起的剪切变形和纵向力标准值（当计入制动力时包括制动力标

11、准值）产生的支座剪切变形，以及支座直接设置于不大于1%纵坡的梁底面下，在支座顶面由支座承压力标准值顺纵坡方向分力产生的剪切变形； t支座在横桥向平行于不大于2%的墩台帽横坡或盖梁横坡上设置，由支座承压力标准值平行于横坡方向分力产生的剪切变形；,(3)板式橡胶支座竖向平均压缩变形应符合下列规定： 式中: c,m支座竖向平均压缩变形； la矩形支座短边尺寸或圆形支座直径； 由上部结构挠曲在支座顶面引起的倾角，以及支座直接设置于不大于1%纵坡的梁底面下，在支座顶面引起的纵坡坡角。 Eb橡胶弹性体体积模量，2000MPa,主梁受荷载挠曲，梁截面将出现转角，以确保支座与梁底可靠接触，不致脱空而导致过大的

12、局部承压,要求1 0。,支座表面将产生不均匀的压缩变形，一端为1另一端为2， 其平均压缩变形c,m=(1+ 2)/2 支座偏转角=（2 -1）/ la 1= c,m- la. /2 0,(4) 板式橡胶支座抗滑稳定应符合下列规定： 不计汽车制动力时 计入汽车制动力时 式中: RGk由结构自重引起的支座反力标准值； R c,k由结构自重标准值和0.5倍汽车荷载标准值（计入冲击系 数）引起的支座反力。 l见本规范第8.4.2条，但不包括制动力引起的剪切变形； Fbk由汽车荷载引起的制动力标准值； Ag支座平面毛面积。,bk,e,l,g,e,k,F,t,A,G,R,+,D,4,.,1,c,m,e,l

13、,g,e,Gk,t,A,G,R,D,4,.,1,m,聚四氟乙烯滑板式橡胶支座的摩擦力应符合下列规定： 不计汽车制动力时 计入汽车制动力时 式中 : tga橡胶支座剪切角正切值的限值，不计制动力或计入制动力分别按本规范第8.4.1条采用； Rmax,k由结构自重引起的支座反力标准值和汽车荷载（计入冲击系数）引起的最大反力标准值； Ag支座平面毛面积。,9.7 支 座 9.7.1 钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件，如无特殊要求，宜选用橡胶支座，其材料质量和技术性能，板式橡胶支座和盆式橡胶支座应分别符合公路桥梁板式橡胶支座JT/T 4和公路桥梁盆式橡胶支座JT391的要求。 9.7.2 橡胶支座应根

14、据地区气温条件选用，-25+60地区可选用氯丁橡胶支座；40+60地区可选用三元乙丙橡胶支座或天然橡胶支座。 9.7.3 在梁的单个支承点上，纵桥向只能设置一个支座，横桥向不应设置多于两个支座。 9.7.4 板式橡胶支座的安装，应使其与梁底及墩台密贴，传力均匀。在板桥的同一块板的多个支座中，不得有支座脱空。活动支座应设防尘罩。 9.7.5 当桥梁纵坡不大于1%时，板式橡胶支座可直接设于墩帽上；当桥梁纵坡大于1%时，应在梁底采取措施，使支座保持水平。当板桥桥面横坡不大于2%时，板式橡胶支座可直接设于墩帽顶面横坡上，当板桥桥面横坡大于2%时，应采取措施予以调整。, c) 板式橡胶支座的计算 a)相

15、关规范如下: 8.4.1 板式橡胶支座的基本设计数据应按下列规定采 用，其产品分类、技术要求、试验方法、检验规则等 应符合公路桥梁板式橡胶支座JT/T4的规定。 1. 支座使用阶段的平均压应力限值Rc=10.0 MPa 2. 常温下橡胶支座抗剪弹性模量 Ge=1.0 MPa。 橡胶支座抗剪弹性模量随橡胶变冷而递增，当累年 最冷月平均温度的平均值为0-10时，Ge值应增大 20%；当低于-10时，Ge值应增大50%； 当低于 -25时，Ge为2MPa。,3. 橡胶支座抗压弹性模量和支座形状系数应按下列公式计算： （8.4.1-1） 矩形支座： （8.4.1-2） 圆形支座： （8.4.1-3）

16、式中: Ee支座抗压弹性模量（MPa）； Ge支座抗剪弹性模量； S支座形状系数； l0a矩形支座加劲钢板短边尺寸； l0b矩形支座加劲钢板长边尺寸； d0圆形支座钢板直径； tes支座中间层单层橡胶厚度。 支座形状系数应在5S12范围内取用。,4. 橡胶弹性体体积模量 Eb =2000 MPa。 5. 支座与不同接触面的摩擦系数 1) 支座与混凝土接触时，=0.3； 2) 支座与钢板接触时，=0.2； 3）聚四氟乙烯板与不锈钢板接触（加硅脂）时，f=0.06；当温度低于-25时，f值增大30%；当不加硅脂时，f值应加倍。当有实测资料时，也可按实测资料采用。 6. 橡胶支座剪切角正切值限值： 当不计制动力时，tg0.5； 当计入制动力时，tg0.7。