《橋梁支座的設(shè)計》課件

橋梁支座的設(shè)計橋梁支座是連接橋梁上部構(gòu)造和橋梁下部構(gòu)造的關(guān)鍵構(gòu)件。它們在整個橋梁結(jié)構(gòu)中起著承載和傳力的重要作用。合理的支座設(shè)計能夠確保橋梁穩(wěn)定運營和使用壽命。橋梁支座的作用承重功能支座承擔(dān)了橋梁上部結(jié)構(gòu)的全部重量，將其傳遞到下部結(jié)構(gòu)。變形允許支座允許橋梁上部結(jié)構(gòu)在溫度變化、荷載變化等因素下發(fā)生一定程度的變形。力的傳遞支座將上部結(jié)構(gòu)的各種力（重力、慣性力、風(fēng)力等）傳遞到下部結(jié)構(gòu)。支座的分類1固定支座固定支座固定在橋臺或墩身上,不允許任何移動。主要用于承受豎向荷載。2滾動支座滾動支座允許沿一個方向的水平位移,承載豎向和水平縱向荷載。3滑動支座滑動支座允許沿兩個正交方向的水平位移,承載豎向和水平荷載。4導(dǎo)向支座導(dǎo)向支座只允許沿一個方向的水平位移,主要用于梁橋的伸縮縫處。支座選型因素荷載分析充分了解橋梁所承受的各類永久荷載和臨時荷載,以確定支座的荷載承載能力需求。結(jié)構(gòu)特性根據(jù)橋梁的跨度、橋型、材料等特點,選擇適合的支座類型和尺寸。工程條件考慮施工場地、養(yǎng)護要求、氣候條件等因素,選擇符合實際情況的支座。安裝和維護選用便于安裝、檢查和維護的支座,確保其長期穩(wěn)定可靠運行。支座容許變形量支座類型最大容許變形量承壓型支座豎向位移≤10mm，水平位移≤5mm滾動型支座豎向位移≤10mm，水平位移≤2～3%橋梁伸縮量滑動型支座豎向位移≤10mm，水平位移≤2～3%橋梁伸縮量不同類型的支座對于位移的容許量是有所不同的。支座的選型需要根據(jù)橋梁所在的地理環(huán)境、荷載情況等諸多因素綜合考慮。過大的變形會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降,因此支座的變形量必須控制在合理范圍內(nèi)。承壓型支座承壓型支座是最常見的支座類型之一。它由下部混凝土臺座和上部鋼制或鑄鋼壓板組成。承壓型支座可以承受重大壓力,支承上部結(jié)構(gòu)的重量。它結(jié)構(gòu)簡單,制造和安裝相對容易,使用廣泛。承壓型支座的主要優(yōu)點包括荷載承載能力強、變形量小、使用壽命長。但它不能抵抗水平或傾斜力,需要搭配滑動或滾動機構(gòu)才能實現(xiàn)自由運動。滾動型支座滾動型支座通過滾柱的滾動變形來實現(xiàn)水平和豎向的相對運動。它具有良好的導(dǎo)向和位置約束性能,能有效減小支座剛度,提高結(jié)構(gòu)抗震性能。滾動支座常用于隔震和減震系統(tǒng)中,可以滿足結(jié)構(gòu)在水平和豎向的自由運動需求。其結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,維護也較容易,是橋梁支座常見的一種類型?；瑒有椭ёY(jié)構(gòu)特點滑動型支座通過滑動面相對滑動來消除熱脹冷縮等變形,可自由產(chǎn)生大的水平位移。廣泛應(yīng)用于大型橋梁中。組成部件滑動型支座由滑動面、導(dǎo)向裝置和承壓裝置等部件組成,設(shè)計時需考慮各部件的協(xié)調(diào)工作。安裝要求滑動型支座安裝時需特別注意滑動面的平整度和潤滑情況,確保支座能順暢滑動,延長使用壽命。支座的受力分析1豎向力支座承受來自上部結(jié)構(gòu)的重力載荷。2水平力支座承受來自溫度變化和地震作用的水平力。3摩擦力滾動或滑動支座產(chǎn)生的摩擦阻力。4偏心力受力點與支座幾何中心不重合產(chǎn)生的偏心力。準(zhǔn)確分析支座的各種受力載荷是設(shè)計支座的基礎(chǔ)。通過合理的受力分析,可以確定支座所承受的各種作用力及其大小,為后續(xù)的支座選型和尺寸設(shè)計奠定基礎(chǔ)。承壓型支座的設(shè)計1材料選擇選用耐磨、抗壓的材料2尺寸計算根據(jù)受力分析確定幾何尺寸3變形控制限制支座在預(yù)期荷載下的變形4疲勞壽命確保支座在使用期限內(nèi)不會疲勞失效承壓型支座設(shè)計的核心在于選用優(yōu)質(zhì)材料、合理的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)形式,同時控制其在預(yù)期荷載下的變形和疲勞壽命,確保承受荷載的能力和使用壽命。滾動型支座的設(shè)計選材滾動支座通常采用優(yōu)質(zhì)鋼材,確保剛度和耐磨性。形狀設(shè)計根據(jù)橋梁類型和荷載選擇合適的圓柱體、球體等形狀。幾何尺寸通過力學(xué)分析確定支座的直徑、高度等關(guān)鍵尺寸參數(shù)。表面處理對支座表面進行拋光、鍍層等處理,提高耐磨性?；瑒有椭ё脑O(shè)計1材料選擇滑動支座通常由金屬材料制成,如不銹鋼或銅合金,以確保良好的耐磨性和耐腐蝕性。2結(jié)構(gòu)設(shè)計采用具有低摩擦系數(shù)的設(shè)計,如滾珠或聚四氟乙烯墊層,以減小受力時的摩擦阻力。3荷載計算需充分考慮橋梁的自重、活荷載、溫度變化等因素,確定支座的承載能力和變形要求。支座制造工藝模具制作支座的模具是關(guān)鍵設(shè)備,需要精準(zhǔn)設(shè)計和制造,確保支座的尺寸、形狀和性能符合要求。注澆成型使用高強度混凝土或鋼材等材料,通過注澆成型工藝制造支座主體。要確保鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋等內(nèi)部構(gòu)件的正確布置。表面處理支座表面需要進行拋光、防腐等處理,以提高耐久性和美觀性。特殊要求的支座還需要進行精細加工和調(diào)試。質(zhì)量控制每個制造環(huán)節(jié)都要進行嚴格的質(zhì)量檢查,確保支座的尺寸、材質(zhì)、強度等指標(biāo)都符合設(shè)計要求。支座安裝施工1基礎(chǔ)預(yù)埋在基礎(chǔ)上預(yù)埋支座安裝用的螺栓和銷釘2支座就位將支座放置于預(yù)埋件上并固定3灌漿密實采用無收縮灌漿料填充支座底部空隙4調(diào)整就位檢查支座是否水平就位并作微調(diào)5安全檢查完成現(xiàn)場安裝檢查并驗收合格支座安裝是確保橋梁結(jié)構(gòu)正常運行的關(guān)鍵步驟。需要按照設(shè)計要求依次完成基礎(chǔ)預(yù)埋、支座就位、灌漿密實、調(diào)整就位和安全檢查等工序。確保支座安裝質(zhì)量是確保橋梁使用壽命的前提。支座檢查與維護定期檢查對支座進行定期巡檢,觀察支座外觀是否完整、是否有異常變形或損壞。完善養(yǎng)護及時清理支座表面污垢,防止腐蝕。定期涂抹防銹漆,保護支座免受環(huán)境侵害。意外處理一旦發(fā)現(xiàn)支座損壞,應(yīng)立即采取應(yīng)急措施,如加固支承、控制交通等,確保橋梁安全。技術(shù)培訓(xùn)定期對管養(yǎng)人員進行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),提高檢查、維修、更換支座的專業(yè)水平。支座設(shè)計實例1本實例介紹一棟長約150米的橋梁的支座設(shè)計。該橋梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),總共使用4個支座。支座的選型和配置根據(jù)橋梁的特點和負載情況進行了優(yōu)化設(shè)計,以確保橋梁在各種環(huán)境下都能平穩(wěn)運行。通過詳細的荷載分析和幾何尺寸計算,我們選用了合適的承壓型支座作為橋梁的主要支撐。這種支座能有效承擔(dān)垂直荷載,同時允許一定的水平位移,確保橋梁承受溫度變化和結(jié)構(gòu)沉降時不會產(chǎn)生過大的應(yīng)力。支座設(shè)計實例2本例介紹一個懸索橋支座的設(shè)計。該橋主跨長400米，主索直徑150mm，中間跨度120米。采用鍛造合金鋼制成的滑動支座，支座尺寸為300x300x80mm。設(shè)計時需考慮橋梁的伸縮變形和支座承載能力。支座與橋梁構(gòu)件通過高強螺栓連接，強度滿足抗剪切和抗拉強度要求。支座還需設(shè)置限位裝置以防止脫離?；瑒用娌捎酶叻肿硬牧?，摩擦系數(shù)小于0.10。支座設(shè)計實例3多樣化支座設(shè)計支座設(shè)計需要考慮多方面因素,包括承載能力、變形限制、地震作用等。通過3D建模可以更準(zhǔn)確地模擬支座在復(fù)雜條件下的受力情況。安裝施工要求支座的正確安裝是確保橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。施工人員需要遵守嚴格的安裝規(guī)程,保證支座的精確定位和可靠固定。定期檢查維護支座在使用過程中會產(chǎn)生磨損和變形,因此需要定期檢查并及時維護。維護工作包括清潔、潤滑、校正等,確保支座處于良好狀態(tài)。設(shè)計規(guī)范及參考文獻設(shè)計規(guī)范本課程主要參考了《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》等國家標(biāo)準(zhǔn)。這些規(guī)范為橋梁支座的選型和設(shè)計提供了明確的技術(shù)要求。參考文獻王延明,張守成.公路橋梁支座設(shè)計[M].人民交通出版社,2015.陳建華等.橋梁支座設(shè)計與施工[M].人民交通出版社,2018.董承義等.橋梁工程[M].高等教育出版社,2016.中華人民共和國交通運輸部.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].2015.課程總結(jié)橋梁支座的重要性橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件,決定了橋梁的安全性和使用壽命。設(shè)計原則與標(biāo)準(zhǔn)支座設(shè)計需遵循穩(wěn)定性、可靠性、耐久性和經(jīng)濟性的原則,符合相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。主要支座類型介紹了承壓型、滾動型和滑動型三大類支座的特點及應(yīng)用場景。設(shè)計計算與工藝詳細講解了各類支座的受力計算、材料選擇和制造工藝等技術(shù)要點。問題討論現(xiàn)在是時候與大家一起探討一些關(guān)于橋梁支座設(shè)計的關(guān)鍵問題了。我們可以就支座選型的重要因素、支座變形的許可值、不同類型支座的設(shè)計要點等方面展開深入的交流和討論。同時也歡迎大家提出自己在實際工程中遇到的具體問題,希望大家積極參與,為提高橋梁支座設(shè)計的水平貢獻力量。測試題1以下哪項不屬于橋梁支座的主要功能?A.承受上部梁體的垂直荷載B.允許橫向移動C.提高整體結(jié)構(gòu)的剛度D.提供足夠的耐久性正確答案是C。橋梁支座的主要功能包括承受垂直荷載、允許橫向移動以及提供足夠的耐久性,但提高整體結(jié)構(gòu)的剛度并不屬于支座的主要功能。測試題2下列哪種形式的橋梁支座不允許發(fā)生水平位移?A.滑動型支座B.滾動型支座C.承壓型支座D.所有以上形式的支座都允許水平位移正確答案是C.承壓型支座。承壓型支座通過受力面上的壓力來傳遞荷載,所以不允許發(fā)生水平位移。而滑動型和滾動型支座都允許一定程度的水平位移。測試題3某橋梁主梁長度為50m,跨度為45m,采用AASHTOⅠ型梁為主梁形式。請問其支座應(yīng)采用何種類型?支座的允許傾斜角度應(yīng)該設(shè)計多大?測試題4下列關(guān)于橋梁支座的說法中,正確的是(B)。A.支座的作用是將荷載傳至上部結(jié)構(gòu)B.支座能夠吸收橋梁上部結(jié)構(gòu)的移動和變形C.支座的主要材質(zhì)是鋼筋混凝土D.支座沒有容許變形的功能測試題5下列與橋梁支座設(shè)計相關(guān)的論述中,哪一項是正確的?A.承壓型支座主要用于處理剛性結(jié)構(gòu)的水平荷載。B.滾動型支座可以承受大的水平力,但不能承受垂直力。C.滑動型支座可以承受大的垂直荷載,但不能承受水平力。D.承壓型支座通常采用緩沖材料,以減小沖擊荷載的影響。測試題6假設(shè)一座橋梁長度為100米,每隔25米設(shè)置一個支座。請問這座橋梁一共需要幾個支座?A.4個支座B.5個支座C.6個支座D.7個支座測試題7根據(jù)橋梁支座的選型因素,下列哪些不屬于考慮的因素？A.溫度變化

B.荷載作用效應(yīng)

C.施工工藝

D.歷史建設(shè)記錄正確答案:D.歷史建設(shè)記錄不是橋梁支座選型的主要考慮因素。支座選型應(yīng)根據(jù)溫度變化、荷載作用以及施工工藝等參數(shù)來確定。測試題8某橋梁中支座的總承載力為80噸，其中60%的作用力由豎向荷載承擔(dān)，40%的作用力由水平荷載承擔(dān)。試計算該支座豎向和水平的承載力。根據(jù)題目提供的信息，支座的總承載力為80噸。其中60%的作用力由豎向荷載承擔(dān)，40%的作用力由水平荷載承擔(dān)。我們可以計算出，豎向承載力為80噸x60%=48噸，水平承載力為80噸x40%=32噸。因此，該支座的豎向承載力為48噸，水平承載力為32噸。測試題9某橋梁采用簡支橋形式,跨徑為40m,承載設(shè)計荷載為公路一