一級建造師市政公用工程管理與實務(wù)考試必備講義匯編 城市橋梁篇四四

第六章橋梁的支座第一節(jié)概述

支座的作用傳遞上部結(jié)構(gòu)的各種荷載適應(yīng)溫度、收縮徐變等因素產(chǎn)生的位移按受力特性分為固定支座活動支座：豎向力支座布置簡支梁橋一般一端采用固定支座,一端采用活動支座.連續(xù)梁一般每一聯(lián)中的一個橋墩設(shè)固定支座.支座的設(shè)置應(yīng)有利于墩臺傳遞水平力.水平力豎向力第二節(jié)支座的類型和構(gòu)造支座通常用鋼，橡膠等材料來制造主要類型有：簡易支座弧形鋼板支座橡膠支座板式橡膠支座盆式橡膠支座應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的跨徑、支點反力的大小、梁體的變形程度等因素來選取支座類型。中小跨度公路橋一般采用板式橡膠支座大跨度連續(xù)梁橋一般采用盆式橡膠支座鐵路橋采用鋼支座一、簡易支座采用幾層油毛氈或石棉制成，壓實后的厚度不小于1cm，可用于跨徑小于10m的板梁橋。二、鋼支座1、弧形鋼支座適用范圍：跨徑1020m構(gòu)造特點：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)生相對水平位移安裝要點其它鋼支座2、其它鋼支座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-250C的地區(qū)，天然橡膠用于-300C-400C的地區(qū)。根據(jù)試驗分析，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：式中：a

順橋方向橡膠支座的長度；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)動的要求，支座的長度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bat形狀系數(shù)構(gòu)造特點：常用的板式橡膠支座采用薄鋼板或鋼絲網(wǎng)作為加勁層以提高支座的豎向承載能力。變形機理：（1）不均勻彈性壓縮實現(xiàn)轉(zhuǎn)動；（2）剪切變形實現(xiàn)水平位移；（3）無固定和活動支座之分。性能指標(biāo)：（1）容許應(yīng)力；（2）彈性模量和剪切模量（3）容許剪切的正切值。適用范圍：支座反力為70－3600kN的公路、城市橋梁。局限性：2、四氟滑板式橡膠支座橋梁球冠圓板式橡膠支座3、其它類型板式橡膠支座坡型板式橡膠支座鉛芯橡膠支座4、橋梁盆式橡膠支座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)動靈活等特點，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支座?；顒优枋较鹉z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。盆式橡膠支座構(gòu)構(gòu)造要點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.密封膠圈固定與滑動盆式橡膠支座

多向活動支座（DX）縱向活動支座（ZX）固定支座（GD）5、其它支座

QGZ球型鋼支座QGZ球型鋼支座

（四）成品盆式橡膠支座的選配１．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表示由我國交通部中交公路規(guī)劃設(shè)計院設(shè)計的系列盆式橡膠支座；TPZ-1則表示我國鐵道部科學(xué)研究院設(shè)計的系列盆式橡膠支座。另外，還有其它科研院所設(shè)計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個級；并以DX、SX、GD分別表示單向、雙向活動支座及固定支座，而GDZ則為抗震型固定支座的代號。２．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。

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。一般來說，GPZ、TPZ-1等系列的支座對這兩個要求均能滿足。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。轉(zhuǎn)角特大，可采用球型支座。關(guān)于在橋梁設(shè)計中支座如何合理選用問題，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。當(dāng)然，在一般情況下，固定端選用固定支座，活動端選用活動支座。但若橫橋向伸縮值不容忽視的時候，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)代橋梁的橋面越來越寬，超過20已屢見不鮮，這時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，這時可將單方向活動支座轉(zhuǎn)過90°橫置梁下(如圖2-7-9)，使其順橋向起固定支座的作用下，而橫橋向則起活動支座的作用。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、活載的支點反力之和及墩臺上設(shè)置的支座數(shù)目來計算。合適的支座一般為：最大反力不超過支座容許承載力的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，因為聚四氟乙烯板的磨擦系數(shù)與壓力成反比，如果低于規(guī)定的數(shù)值，則磨擦系數(shù)將會增大。支座選配時，一般不必過多擔(dān)心支座的安全儲備，比如計算得到一個支座的最大反力為4100，最小反力為3700，那就選用承載力為4000的支座，這是因為4000支座的允許支反力變化范圍是3200～4200，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。因為5000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)定最大反力，不超過容許承載力的5%，但支座實際的安全系數(shù)一般在5以上。作用在支座上的豎向力有結(jié)構(gòu)自重的反力。在計算汽車荷載支座反力時，應(yīng)計入沖擊影響力。當(dāng)支座可能出現(xiàn)上拔力時，應(yīng)分別計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)生的制動力，應(yīng)按照公路橋涵設(shè)計規(guī)范要求，根據(jù)車道數(shù)確定。剛性墩臺各種支座傳遞的制動力，按規(guī)范中的規(guī)定采用。其中，規(guī)定每個活動支座傳遞的制動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，制動力可平均分配至各支座。對于梁橋，地震地區(qū)橋梁支座的外力計算，應(yīng)根據(jù)設(shè)計的地震烈度，按<<公路工程抗震設(shè)計規(guī)范>>的規(guī)定進行計算和組合。第三節(jié)上、支座東計算一、支座遲受力特點二、板插式橡膠袖支座的測設(shè)計計吃算（一）故支座尺醉寸確定根據(jù)橡膠據(jù)支座和支哀承墊石混奶凝土的壓辜應(yīng)力不超健過它們相外應(yīng)容許承子壓應(yīng)力的墨要求，確輪定支座平末面面積。霉在一般情提況下，面閑積由橡膠降支座控制番設(shè)計：式中：--運營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)S>8時，[]=10；當(dāng)5S8時，[]=7～9支座平搬面尺寸支座減高度梁式橋然的主梁睬由溫度口變化等穴因素在擇支座處版產(chǎn)生的駝縱向水俘平位移，依靠全部煉橡膠片的事剪切變形t來實現(xiàn),與t的關(guān)系為褲：ah由有--橡第膠片容自許剪切烏角的正終切，可老取用0悅.5～色0.7歷，不計軟活載制債動力時用0恢.5；籃計及活蜂載制動濁力時取仙用0.齡7，則晶上式可慎寫成：---由上部結(jié)構(gòu)溫度變化、橋面縱坡等因素，引起支座頂面相對于底面的水平位移。當(dāng)跨徑為L的簡支梁橋兩端采用等厚橡膠支座時，因溫度變化每個支座承擔(dān)的水平位移可取簡支梁向溫變變形的一半，即--活載制動力在一個支座上的水平力；--由制動力引起在支座頂面相對于底面的水平位移，可按下式計算---橡膠的剪切模量，---橡膠支座的面積。AG（二）支旋座偏轉(zhuǎn)與堪平均壓縮毫變形驗算主梁受荷唉撓曲時，縱梁端將產(chǎn)凳生轉(zhuǎn)動角女為(如蜜下圖)，片但不允許掛其與支座航間產(chǎn)生脫奶空現(xiàn)象。島梁端轉(zhuǎn)動弓時，支座個就受到一腥個偏心豎東向力的作接用，表面雁將產(chǎn)生不淡均勻的壓歌縮變形，籃一端為虎另一它端為示，其瓣平均壓縮變形宣，根據(jù)責(zé)下式計算Nh式中：E--橡鳴膠支座的展彈性模量信。當(dāng)無試謙驗數(shù)據(jù)馬時，可忙查閱<畏<公路歷鋼筋混凝土霉及預(yù)應(yīng)鑒力混凝酬土橋涵愚設(shè)計規(guī)秀范>>J旗TJ0釘23-塵85，巴其值與雨支座的徑形狀系數(shù)有關(guān)，波也可按下宮式計算若梁端杏轉(zhuǎn)角已知，流或按<蛾<材料嗽力學(xué)>痛>公式述算得，累則有：時，表凳示支座辛與梁底災(zāi)產(chǎn)生了館部分脫都空，支柄座是局浙部承壓單。因此怕設(shè)計時財必須保垃證<<公柄路鋼筋艇混凝土恨及預(yù)應(yīng)患力混凝緊土橋涵臟設(shè)計規(guī)匆范>>綿規(guī)定，告橡膠支由座的最慢大平均參壓縮變條形肥不們應(yīng)大于讓支座橡暑膠總厚姥的0.只05倍接。其中，a為主梁跨云徑方向的嘗支座尺寸蚊，又因固當(dāng)（三）支果座抗滑性騙驗算橡膠支座填一般直接孩擱置在墩踢臺與梁底枝之間，在鹿它受到梁錘體傳來的尺水平力后我，應(yīng)保證捎支座不滑煎動，亦即翁支座與混縱凝土之間墊要有足夠鈴大的摩阻阻力來抵抗群水平力，友故應(yīng)滿足弄下式：無活載寒作用時有活載作捐用時---活勤載制動力爪分在一個效支座上的賣水平力；包溫度變化速等因素分勤在一個支座上的儀水平力。式中---在上部扶結(jié)構(gòu)重哨力作用程下的支咸座反力圓；---與計算制谷動力相應(yīng)單的汽車活旦載產(chǎn)生的荒最小支座響反力；橡膠支湊座與混拉凝土表貧面的摩壺阻系數(shù)狠采用0務(wù).3------與計算刃制動力錦相應(yīng)的臘汽車活頑載產(chǎn)生賢的最小份支座反氏力；橡倍膠支座漫與混凝土介表面的柏摩阻系劇數(shù)采用害0.3霞；與鋼捏板的摩圖阻系數(shù)草采用0駁.2；（四）咽成品板兄式橡膠蹄支座的下選配成品的吵板式橡既膠支座料早已形擇成系列仁，故在巖一般情錘況下，搏沒有必施要自行盞設(shè)計支憶座，只澡需根據(jù)芒標(biāo)準(zhǔn)成慌品支座部的目錄吳，選配迎合適的科產(chǎn)品。我國交逐通部頒含布的成圖品板式扯橡膠支秒座代號編表示方陳法，按販交通部下JT標(biāo)急準(zhǔn)第5孤.1條壺有這樣吩幾項代污碼組成子：名稱禿、型式稼、規(guī)格柄及膠種慮。如