橋梁工程橋梁支座PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 橋梁工程橋梁支座橋梁工程橋梁支座 1、弧形鋼支座 適用范圍：跨徑1020m 構(gòu)造特點(diǎn)：由上下墊板所組成，下墊板頂面切剝成圓柱體。固定支座需在上墊板上做齒槽（或銷孔），在下墊板上焊以齒板（或銷釘），安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷釘伸入銷孔)，以保證上下墊板之間不發(fā)生相對(duì)水平位移 安裝要點(diǎn) 其它鋼支座 2、其它鋼支座 第1頁(yè)/共27頁(yè) 板式橡膠支座有矩形和圓形。支座的橡膠材料以氯丁橡膠為主，也可采用天然橡膠。氯丁橡膠一般用于最低氣溫不超過(guò)-250C的地區(qū)，天然橡膠用于-300C-400C的地區(qū)。根據(jù)試驗(yàn)分析，橡膠壓縮彈性模量E、容許壓應(yīng)力和容許剪切角tgr的數(shù)值，均與支座的形狀系數(shù)S有關(guān)。形

2、狀系數(shù)為橡膠支座的承壓面積與自由表面積之比，矩形支座為： tba ba S 2 式中： a 順橋方向橡膠支座的長(zhǎng)度； b 橫橋方向橡膠支座的寬度； t 中間橡膠層的厚度。 為滿足橡膠的容許壓應(yīng)力和使支座能適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)的要求，支座的長(zhǎng)度a與寬度b之比取決于主梁下的有效寬度及所需的剪切角。一般應(yīng)充分利用有效寬度b，而盡可能減小a的尺寸，以降低轉(zhuǎn)動(dòng)阻抗力矩（它與a5成正比）。根據(jù)支座穩(wěn)定的要求，支座的總厚度不得大于平面最小尺寸的30%。 三、橡膠支座 1、板式橡膠支座 第2頁(yè)/共27頁(yè) tba ba S )(2 b a t 形狀系數(shù) 第3頁(yè)/共27頁(yè) 2、四氟滑板式橡膠支座 第4頁(yè)/共27頁(yè) 3、其

3、它類型板式橡膠支座 第5頁(yè)/共27頁(yè) 第6頁(yè)/共27頁(yè) 第7頁(yè)/共27頁(yè) 盆式橡膠支座是鋼構(gòu)件與橡膠組合而成的新型橋梁支座。具有承載能力大、水平位移量大、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，適用于支座承載力為1000KN以上的大跨徑橋梁。 盆式橡膠支座分固定支座與活動(dòng)支座?；顒?dòng)盆式橡膠支座由上支座板、聚四氟乙烯板、承壓橡膠塊、橡膠密封圈、中間支座板、鋼緊箍圈、下支座板以及上下支座連接板組成。組合上、中支座板構(gòu)造或利用上下支座連接板即可形成固定支座。 第8頁(yè)/共27頁(yè) 1.鋼盆 2.承壓橡膠板 3.鋼襯板 4.聚四氟乙烯板 5.上支座板 6.不銹鋼滑板 7.鋼緊箍圈 8.密封膠圈 第9頁(yè)/共27頁(yè) 第10頁(yè)/共27

4、頁(yè) 第11頁(yè)/共27頁(yè) 第12頁(yè)/共27頁(yè) 第13頁(yè)/共27頁(yè) 第14頁(yè)/共27頁(yè) 第15頁(yè)/共27頁(yè) （四）成品盆式橡膠支座的選配 成品盆式橡膠支座的系列 成品盆式橡膠支座的主要系列有：GPZ、TPZ-1等。其中，GPZ表示由我國(guó)交通部中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的系列盆式橡膠支座；TPZ-1則表示我國(guó)鐵道部科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的系列盆式橡膠支座。另外，還有其它科研院所設(shè)計(jì)的類同系列的盆式橡膠支座。這些系列支座，適用于各類橋梁及具類似受力與變形特性的工程結(jié)構(gòu)，并非有明確的公路、鐵路或其它工程結(jié)構(gòu)之分。各種系列的盆式橡膠支座噸位一般從1000起至50000，最多分為近40個(gè)級(jí)；并以DX、SX、GD分別表示

5、單向 、雙向活動(dòng)支座及固定支座，而GDZ則為抗震型固定支座的代號(hào)。 成品盆式橡膠支座的地區(qū)適用性 成品盆式橡膠支座的適用地區(qū)應(yīng)考慮溫度和地震兩個(gè)因素。以確定適配常溫型或耐寒型支座和采用何種震型支座或抗震措施。 第16頁(yè)/共27頁(yè) 3各種類型成品盆式橡膠支座的合理選配 盆式橡膠支座能否適用于所設(shè)計(jì)的橋梁，當(dāng)然首先考慮的是其容許轉(zhuǎn)角及水平能承受的推力能否滿足要求。一般來(lái)說(shuō)，GPZ、TPZ-1等系列的支座對(duì)這兩個(gè)要求均能滿足。若轉(zhuǎn)角和水平推力超出容許范圍，則需要改變支座的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)角特大，可采用球型支座。 關(guān)于在橋梁設(shè)計(jì)中支座如何合理選用問(wèn)題，即究竟選用何種類型的支座，則需根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)圖式的要求決定。

6、當(dāng)然，在一般情況下，固定端選用固定支座，活動(dòng)端選用活動(dòng)支座。但若橫橋向伸縮值不容忽視的時(shí)候，結(jié)構(gòu)圖式的固定端就不能單一采用GD類型的支座。這是由于現(xiàn)代橋梁的橋面越來(lái)越寬，超過(guò)20已屢見(jiàn)不鮮，這時(shí)由溫度等因素引起的橫橋向伸、縮量便不可忽略了，有的可達(dá)到中等跨徑橋梁縱向的伸縮量。為保證梁不發(fā)生縱向位移，又能滿足多梁式寬橋的橫橋向位移，這時(shí)可將單方向活動(dòng)支座轉(zhuǎn)過(guò)90橫置梁下(如圖2-7-9)，使其順橋向起固定支座的作用下，而橫橋向則起活動(dòng)支座的作用。 第17頁(yè)/共27頁(yè) 4成品盆式橡膠支座承載能力的合理選擇 支座承載力大小的選擇，應(yīng)根據(jù)橋梁恒載、活載的支點(diǎn) 反力之和及墩臺(tái)上設(shè)置的支座數(shù)目來(lái)計(jì)算。合適

7、的支座一般 為：最大反力不超過(guò)支座容許承載力的5%，最小反力不低于 容許承載力的80%。規(guī)定最小反力的目的是保證支座具有良好 的滑移性能，因?yàn)榫鬯姆蚁┌宓哪ゲ料禂?shù)與壓力成反比， 如果低于規(guī)定的數(shù)值，則磨擦系數(shù)將會(huì)增大。支座選配時(shí)， 一般不必過(guò)多擔(dān)心支座的安全儲(chǔ)備，比如計(jì)算得到一個(gè)支座 的最大反力為4100，最小反力為3700，那就選用承載力為 4000的支座，這是因?yàn)?000支座的允許支反力變化范圍是 32004200 ，不要從更安全的角度考慮加大支座的承載力而 選用5000的支座。因?yàn)?000支座最低合適的承載力是4000， 而最小支反力3700已小于此值，故不適宜選用。雖然我們規(guī) 定最大

8、反力，不超過(guò)容許承載力的5%，但支座實(shí)際的安全系 數(shù)一般在5以上。 第18頁(yè)/共27頁(yè) 作用在支座上的豎向力有結(jié)構(gòu)自重的反力。在計(jì)算汽車荷載支座反力 時(shí)，應(yīng)計(jì)入沖擊影響力。當(dāng)支座可能出現(xiàn)上拔力時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算支座 的最大豎向力和最大上拔力。 直線橋梁的支座，一般僅需計(jì)入縱向水平力。斜橋和彎橋的支座，還 需要考慮由于汽車荷載的離心力或其它原因如風(fēng)力等產(chǎn)生的橫向水平力。 汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力，應(yīng)按照公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范要求，根據(jù)車道數(shù) 確定。剛性墩臺(tái)各種支座傳遞的制動(dòng)力，按規(guī)范中的規(guī)定采用。其中， 規(guī)定每個(gè)活動(dòng)支座傳遞的制動(dòng)力不得大于其摩阻力；當(dāng)采用厚度相等 的板式橡膠支座時(shí)，制動(dòng)力可平均分配至各支座。

9、 對(duì)于梁橋，地震地區(qū)橋梁支座的外力計(jì)算，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的地震烈度， 按的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和組合。 第三節(jié)、支座計(jì)算 一、支座受力特點(diǎn) 第19頁(yè)/共27頁(yè) 二、板式橡膠支座的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）支座尺寸確定 根據(jù)橡膠支座和支承墊石混凝土的壓應(yīng)力不超過(guò)它們相應(yīng)容許承壓應(yīng)力的要求，確定支座平面面積。在一般情況下，面積由橡膠支座控制設(shè)計(jì)： max A N 式中： -運(yùn)營(yíng)階段由橋上全部恒載與活載(包括沖擊力)所產(chǎn)生的最大 支點(diǎn)反力； A- 橡膠支座平面面積，矩形支座為ab，圓形支座為/4； - 橡膠支座的平均容許壓應(yīng)力，當(dāng)支座形狀系數(shù)S8時(shí)，=10； 當(dāng)5 S 8時(shí)， =79 max N 支座平面尺寸 第20頁(yè)/共

10、27頁(yè) 支座高度 梁式橋的主梁由溫度變化等因素在支座處產(chǎn)生的縱向水平位移，依靠全部橡膠片的剪切變形t來(lái)實(shí)現(xiàn), 與t的關(guān)系為： t a h tg t tg 由有 tg t 第21頁(yè)/共27頁(yè) tg -橡膠片容許剪切角的正切，可取用0.50.7，不計(jì)活載制動(dòng)力 時(shí)用0.5；計(jì)及活載制動(dòng)力時(shí)取用0.7，則上式可寫成： D t2 )(43. 1 LD t D -由上部結(jié)構(gòu)溫度變化、橋面縱坡等因素，引起支座頂面相對(duì) 于底面的水平位移。當(dāng)跨徑為L(zhǎng)的簡(jiǎn)支梁橋兩端采用等厚橡膠 支座時(shí)，因溫度變化每個(gè)支座承擔(dān)的水平位移可取簡(jiǎn)支梁向 溫變變形的一半，即 lt D 5 . 0 GA tHT L 2 T H -活載制

11、動(dòng)力在一個(gè)支座上的水平力； L -由制動(dòng)力引起在支座頂面相對(duì)于底面的水平位移，可按下式 計(jì)算 - 橡膠的剪切模量， - 橡膠支座的面積。 A G 第22頁(yè)/共27頁(yè) （二）支座偏轉(zhuǎn)與平均壓縮變形驗(yàn)算 主梁受荷撓曲時(shí)，梁端將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)角為 (如下圖)，但不允許其與支座間產(chǎn)生脫空現(xiàn)象。梁端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支座就受到一個(gè)偏心豎向力的作用，表面將產(chǎn)生不均勻的壓縮變形，一端為 另一端為 ，其平均壓縮 變形 ，根據(jù)下式計(jì)算 2s 1s N h 1s 2s )( 2 1 21 sss EA tN s 式中： E-橡膠支座的彈性模量。 當(dāng)無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可查閱JTJ023-85，其值與支座的形狀系 數(shù)有關(guān)，也可按下式計(jì)算

12、 第23頁(yè)/共27頁(yè) )/()418530(1 . 0 2 mmNsE 若梁端轉(zhuǎn)角已知，或按公式算得，則有： 21 ssa )(5 . 0 21 sss ass5 . 0 2 0 2 s 時(shí)，表示支座與梁底產(chǎn)生了部分脫空，支座是局部承壓。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證 規(guī)定，橡膠支座的最大平均壓縮變形 不應(yīng)大于支座橡膠總厚 的0.05倍。 其中，a為主梁跨徑方向的支座尺寸，又因 固 當(dāng) 0 2 s st （三）支座抗滑性驗(yàn)算 橡膠支座一般直接擱置在墩臺(tái)與梁底之間，在它受到梁體傳來(lái)的水平力后，應(yīng)保證支座不滑動(dòng)，亦即支座與混凝土之間要有足夠大的摩阻力來(lái)抵抗水平力，故應(yīng)滿足下式： 第24頁(yè)/共27頁(yè) t GAN

13、 D D 4 . 1 T D PD H t GANN 4 . 1)( min 無(wú)活載作用時(shí) 有活載作用時(shí) -活載制動(dòng)力分在一個(gè)支座上的水平力；溫度變化等因素分在一個(gè) 支座上的水平力。 D N minP N T H t GA D 式中 -在上部結(jié)構(gòu)重力作用下的支座反力； -與計(jì)算制動(dòng)力相應(yīng)的汽車活載產(chǎn)生的最小支座反力； 橡膠支座與混凝土表面的摩阻系數(shù)采用0.3 - -與計(jì)算制動(dòng)力相應(yīng)的汽車活載產(chǎn)生的最小支座反力；橡膠支座與 混凝土表面的摩阻系數(shù)采用0.3；與鋼板的摩阻系數(shù)采用0.2； 第25頁(yè)/共27頁(yè) （四）成品板式橡膠支座的選配 成品的板式橡膠支座早已形成系列，故在一般情況下，沒(méi)有必要自行設(shè)計(jì)支座，只需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)成品支座的目錄，選配合適的產(chǎn)品。 我國(guó)交通部頒布的成