单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,桥梁工程,by rkang,桥梁工程,Bridge Engineering,2024/11/15,1,桥梁工程Bridge Engineering2023/10,桥梁工程,教学内容：,第,8,章 桥梁支座,8.1,概述,8.2,桥梁支座的类型和构造,8.3,桥梁支座的设计和计算,2024/11/15,2,教学内容：第8章 桥梁支座 8.1 概述 8.2 桥,桥梁工程,8.1,概述,8.1,桥梁支座概述,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,桥梁的支座：,桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。它能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠的传递给桥梁下部结构，从而使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合,。,2024/11/15,3,8.1 概述 8.1桥梁支座概述 支座的作用传递,桥梁工程,8.1,概述,支座布置,简支梁桥一般一端采用固定支座,一端采用活动支座。,连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座,.,支座的设置应有利于墩台传递水平力。,按受力特性分为,固定支座,活动支座：竖向力,水平力,竖向力,2024/11/15,4,8.1 概述支座布置简支梁桥一般一端采用固定支座,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,支座通常用钢，橡胶等材料来制造主要类型：,简易垫层支座,板式橡胶支座,盆式橡胶支座,钢支座,橡胶支座,钢筋混凝土支座,拉力支座,2024/11/15,5,8.2 支座的类型和构造支座通常用钢，橡胶等材料来,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,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。,桥梁支座的选取,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,2024/11/15,6,8.2 支座的类型和构造 应根据桥,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,一、简易垫层支座,采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于,1cm,，,可用于跨径小于10,m,的板梁桥。,2024/11/15,7,8.2 支座的类型和构造一、简易垫层支座2023/,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,二、钢支座,1,、弧形钢支座,适用范围：跨径,10,20m,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,2024/11/15,8,8.2 支座的类型和构造二、钢支座1、弧形钢支座适,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,2,、,辊轴支座,2024/11/15,9,由上摆、铰轴、下摆，辊轴及其连接件、底板等部件组成，材料一般为钢材。辊轴支座即为活动铰支座，是实现支座移动功能的部件，为防止其倾倒，在两辊轴上设有牙板，插入下摆和底板的槽口内，可随辊轴一起转动。详细构造如下图所示：,8.2 支座的类型和构造2、辊轴支座2023/10,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,辊轴支座的优缺点,2024/11/15,10,优点：辊轴支座的作用是释放水平约束，主要用于结构水平推力的释放，包 括温度应力和结构拱效应产生的推力。,在桥梁结构等大跨度结构中辊轴支座的应用广泛，尤其是按照简支梁设计的时候，设置辊轴支座可以释放掉传到桥墩或者支架的水平力，降低结构造价。铁路桥梁要释放温度应力，允许桁架梁自由伸缩，主要是考虑限制温度变形可能会引起铁轨变形。,缺点：,a.,下摆牙板槽口易切入牙板边，导致牙板破损而不能实现辊轴的转动；,b.,辊轴不均匀滚动，连接件承受较大的附加力，可能导致螺钉发生变形,-,弯曲,-,颈缩,-,折断，螺钉折断后会导致辊轴发生严重倾斜。,8.2 支座的类型和构造辊轴支座的优缺点2023/,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,2024/11/15,11,3,、钢筋混凝土支座,钢筋混凝土支座分为摆柱式支座，混凝土铰。,（,1,）摆柱式支座：活动部分由钢筋混凝土摆柱构成的活动支座。外形和活动机理与割边的单辊轴 支座钢支座相同，但在构造上则用矩形截面的钢筋混凝土短柱来代替辊轴的中间部 分，辊轴的顶部和底部为弧形钢板，常用于跨径大于,20m,的钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥。,（,2,）混凝土铰：通过缩小混凝土截面来降低截面刚度，因此能产生少量转动而能承受足够的轴力的一种简化支座。,钢筋混凝土支座,8.2 支座的类型和构造2023/10/9113、,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,板式橡胶支座有矩形和圆形。支座的橡胶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,-25,0,C,的地区，天然橡胶用于,-30,0,C,-40,0,C,的地区。,三、橡胶支座,1,、板式橡胶支座,2024/11/15,12,8.2 支座的类型和构造 板式橡胶支座有矩,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,根据试验分析，橡胶压缩弹性模量,E,、容许压应力,和容许剪切角,tgr,的数值，均与支座的形状系数,S,有关。形状系数为橡胶支座的承压面积与自由表面积之比，矩形支座为：,式中：,a,顺桥方向橡胶支座的长度；,b,横桥方向橡胶支座的宽度；,t,中间橡胶层的厚度。,2024/11/15,13,8.2 支座的类型和构造 根据试验分析，橡胶压,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,为满足橡胶的容许压应力和使支座能适应梁端转动的要求，支座的长度,a,与宽度,b,之比取决于主梁下的有效宽度及所需的剪切角,。一般应充分利用有效宽度,b,，而尽可能减小,a,的尺寸，以降低转动阻抗力矩（它与,a,5,成正比）。根据支座稳定的要求，支座的总厚度不得大于平面最小尺寸的,30%,。,2024/11/15,14,8.2 支座的类型和构造2023/10/914,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,形状系数,2024/11/15,15,8.2 支座的类型和构造形状系数2023/10/9,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,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。,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,）无固定和活动支座之分。,性能指标：（,1,）容许应力；,（,2,）弹性模量和剪切模量,（,3,）容许剪切的正切值。,适用范围：支座反力为,70,3600kN,的公路、城市桥梁。,局限性：,易老化。,2024/11/15,16,8.2 支座的类型和构造构造特点：常用的板式橡胶支,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,2,、四氟滑板式橡胶支座,2024/11/15,17,8.2 支座的类型和构造2、四氟滑板式橡胶支座20,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,坡型板式橡胶支座,2024/11/15,18,8.2 支座的类型和构造坡型板式橡胶支座2023/,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,铅芯橡胶支座,2024/11/15,19,8.2 支座的类型和构造铅芯橡胶支座2023/10,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,4、,桥梁盆式橡胶支座,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、水平位移量大、转动灵活等特点，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。活动盆式橡胶支座由上支座板、聚四氟乙烯板、承压橡胶块、橡胶密封圈、中间支座板、钢紧箍圈、下支座板以及上下支座连接板组成。组合上、中支座板构造或利用上下支座连接板即可形成固定支座。,2024/11/15,20,8.2 支座的类型和构造4、桥梁盆式橡胶支座,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,盆式橡胶支座,2024/11/15,21,8.2 支座的类型和构造盆式橡胶支座2023/10,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,盆式橡胶支座构构造要点,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,2024/11/15,22,8.2 支座的类型和构造盆式橡胶支座构构造要点1.,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,2024/11/15,23,8.2 支座的类型和构造2023/10/923,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,固定与滑动盆式橡胶支座,多向活动支座,2024/11/15,24,8.2 支座的类型和构造固定与滑动盆式橡胶支座多,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,纵向活动支座,2024/11/15,25,8.2 支座的类型和构造纵向活动支座2023/10,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,5,、其它支座,QGZ,球型钢支座,2024/11/15,26,8.2 支座的类型和构造5、其它支座QGZ球型钢,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,QGZ,球型钢支座,2024/11/15,27,8.2 支座的类型和构造QGZ 球型钢支座2023,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,四、成品盆式橡胶支座的选配,、成品盆式橡胶支座的系,成品盆式橡胶支座的主要系列有：,GPZ,、,TPZ-1,等。其中，,GPZ,表示由我国交通部中交公路规划设计院设计的系列盆式橡胶支座；,TPZ-1,则表示我国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶支座。另外，还有其它科研院所设计的类同系列的盆式橡胶支座。这些系列支座，适用于各类桥梁及类似受力与变形特性的工程结构，并非有明确的公路、铁路或其它工程结构之分。各种系列的盆式橡胶支座吨位一般从,1000,起至,50000,，最多分为近,40,个级；并以,DX,、,SX,、,GD,分别表示单向、双向活动支座及固定支座，而,GDZ,则为抗震型固定支座的代号。,2024/11/15,28,8.2 支座的类型和构造 四、成品盆式橡胶支座的选,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,、成品盆式橡胶支座的地区适用性,成品盆式橡胶支座的适用地区应考虑温度和地震两个因素。以确定适配常温型或耐寒型支座和采用何种震型支座或抗震措施。,2024/11/15,29,8.2 支座的类型和构造、成品盆式橡胶支座的地区,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,3,、各种类型成品盆式橡胶支座的合理选配,盆式橡胶支座能否适用于所设计的桥梁，当然首先考虑的是其容许转角及水平能承受的推力能否满足要求。一般来说，,GPZ,、,TPZ-1,（抗震型固定支座）等系列的支座对这两个要求均能满足。若转角和水平推力超出容许范围，则需要改变支座的设计。转角特大，可采用球型支座。,2024/11/15,30,8.2 支座的类型和构造 3、各种类型成品盆式橡胶,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,关于在桥梁设计中支座如何合理选用问题，即究竟选用何种类型的支座，则需根据桥梁结构图式的要求决定。当然，在一般情况下，固定端选用固定支座，活动端选用活动支座。但若横桥向伸缩值不容忽视的时候，结构图式的固定端就不能单一采用,GD,（,固定支座,）类型的支座。这是由于现代桥梁的桥面越来越宽，超过,20,米已屡见不鲜，这时由温度等因素引起的横桥向伸、缩量便不可忽略了，有的可达到中等跨径桥梁纵向的伸缩量。为保证梁不发生纵向位移，又能满足多梁式宽桥的横桥向位移，这时可将单方向活动支座转过,90,横置梁下,(,如图,2-7-9),，使其顺桥向起固定支座的作用下，而横桥向则起活动支座的作用。,2024/11/15,31,8.2 支座的类型和构造 关于在桥梁设计,桥梁工程,8.2,支座的类型和构造,4,、成品盆式橡胶支座承载能力的合理选择,支座承载力大小的选择，应根据桥梁恒载、活载的支点反力之和及墩台上设置的支座数目来计算。合适的支座一般为：最大反力不超过支座容许承载力的,5%,，最小反力不低于容许承载力的,80%,。规定最小反力的目的是保证支座具有良好的滑移性能，因为聚四氟乙烯板的磨擦系数与压力成反比，如果低于规定的数值，则