梁式桥的支座.ppt

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1、4 梁式桥的支座4.1 支座类型与布置v支座的作用：4.2支座的构造与工作原理4.3板式橡胶支座的设计计算主要内容（1）传递上部结构支承反力（2）保证结构满足设计所要求的变形4.1.1支座类型按功能分l固定支座l活动支座按外形分l板式支座l盆式支座l球型支座按是否有特殊功能分l普通支座l拉压支座l减震支座按材料分l橡胶支座l钢支座l钢筋混凝土支座l简易油毛毡支座已较少用4.1.2支座的布置原则u简支梁、悬臂梁桥的锚固跨、每联连续梁桥均只设置一个固定支座u多跨简支梁桥一个桥墩不宜设两个固定支座简支梁悬臂梁挂梁连续梁4.1 支座类型与布置4.1.2支座的布置说明：1、固定、活动支座的布置应以有利于

2、墩台传递纵向水平力为原则。（1）坡桥（2）多跨简支梁桥（3）连续梁桥梁受压固定支座在下使变形分散在梁的梁端2、特别宽的桥，设置纵横向均能移动的活动支座，满足横向变形要求返回4.2.1板式橡胶支座l中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座l大跨度连续梁桥一般采用盆式橡胶支座l铁路桥采用钢支座4.2 支座的构造与工作原理应根据桥梁结构跨径、支点反力大小、梁体变形程度等因素来选取支座类型u特点l简单、安装方便l高度小（h=14106mm）l适应任何方向变形（适于宽、弯、曲桥）l吸震（地震区有利）l支座摩阻小（对高墩有利）一般不设固定支座，各支座均摊水平力u工作原理：l橡胶不均匀压缩 转角l橡胶剪切变形 水

3、平位移u适用l竖向承载力N=703600KNl跨径L30m的中小跨径混凝土桥4.2.1板式橡胶支座u构造l组成：薄钢片橡胶片l外形：矩形常用；圆形用于弯、坡、斜、宽桥23mm氯丁橡胶（-25 60）天然橡胶（-35 60）三元乙丙胶（-40 60）u安装l梁底、墩顶平整水平安装（可铺水泥砂浆层）l当梁底倾斜2%，可倾斜安装l当梁底倾斜2%，要水平安装l当水平力大时，要用锚钉固定预埋锚钉橡胶定位孔槽4.2.1板式橡胶支座u目前常用的板式橡胶支座l无加劲层的纯橡胶支座一层纯橡胶，承载能力小，只用于小跨径桥用薄钢板或钢丝网作加劲层，国内定形产品规格很多，参见公路桥梁板式橡胶支座(JT/T4-93)l

4、有加劲层的纯橡胶支座支承反力：10010000kN，厚度：2851mm开始形状：矩形、圆形（斜桥或圆柱形墩）适宜中、小跨径桥梁。利用橡胶的剪切和压缩变形让梁体自由变形。一般采用：氯丁橡胶，适用一般地区。天然橡胶，适宜寒冷地区l构造板式橡胶支座的一种特殊形式4.2.2聚四氟乙烯滑板式橡胶支座活动支座长大桥（大跨简支、连续等）聚四氟乙烯滑板式橡胶支座普通板式橡胶支座+聚四氟乙烯板（24mm）梁底设不锈钢板（f=0.06）较大跨度简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续梁桥；顶推施工滑板l适用不锈钢板聚四氟乙烯板l工作原理f（0.06）小 l种类4.2.3球冠圆板式橡胶支座改进的圆板式橡胶支座l适用纯橡胶制成

5、球型表面（hmax=410mm）分为球冠圆板式橡胶支座和球冠圆板式四氟乙烯橡胶支座一般桥梁；各种布置复杂、纵横较大的立交桥及高架桥，其坡度适用范围为35，也可根据不同坡度需要调整球面半径。l形状l工作原理4.2.4盆式橡胶支座l适用大、中跨（、N大）l构造l橡胶板压缩 转角l不锈钢板和聚四氟乙烯板相对滑移 l橡胶板三相受力，承载力（千吨级以上）l规格：按N分为18级，N=1052100tl与板式橡胶支座相比有哪些特点？l变形机理l橡胶处于有侧限受压状态承载能力高（1000KN50000KN）l聚四氟乙烯板和不锈钢板摩擦小水平位移量大（40mm250mm）l转动灵活（40）4.2.4盆式橡胶支座

6、l适用特别适合于曲线桥、宽桥、斜桥（低温地区）l构造l特点：受力均匀，转动量大特殊的盆式橡胶支座球型支座4.2.5其它支座l适用l特点：构造简单、变形性能差1、简易垫层支座铁路：lb45m公路：lb10m几层油毛毡或石棉（h1cm）l构造2、弧形钢板支座lb1020m，且N支600kN上、下垫板（厚45cm）（=0.2）齿板或销钉（固定）l特点：用钢量大，加工麻烦l适用l构造4.2.5其它支座l适用：N=40360t，特别是L20ml减震工作原理：减震器和侧摩擦板吸收墩台传来的部分水平位移，减小梁位移3、减震支座改进的盆式橡胶支座l构造减震消能系统4、拉压支座l适用：连续梁短跨、斜桥、R很小的

7、曲桥，大悬臂板箱梁l处理：加受拉螺栓（板式、盆式、球式）4.2.5其它支座l特点5、钢筋混凝土摆柱式支座l构造l适用lb20m的梁式桥，或l 13m的悬臂梁桥的挂孔上、下两端各置弧形钢板固定支座一个中部为一钢筋砼柱优：（1）变形量大且灵活（2）=0.06（3）承载能力高（50006000kN）（4）高度变化灵活（2030cm，缺：制作复杂，安装困难，只能作为活动支座返回4.3板式橡胶支座的设计计算板式橡胶支座病害 确定支座的平面尺寸a和b，支座垫板的厚度h，验算当梁端发生转动后支座不致于与梁底脱空形成局部受压情况和验算支座的抗滑稳定性。确定支座的平面尺寸a和b：橡胶板的平面尺寸由橡胶板的抗压强

8、度和梁底或墩台顶支承垫石混凝土的局部承压强度来确定，应满足条件：对于橡胶板：式中：a、b支座垫板的平面边长，a为顺桥向边长，b为横桥向边长；N各种组合中，按不同荷载算得的最大支座竖向反力；板式橡胶支座的平均容许压应力；对于公桥规：当S8时，当5S8 时，其中：S为支座形状系数，由下式计算：对于混凝土：按容许应力法：按极限状态法：继续支座剪切变形 支座脱空返回支座位移计算1.梁体温度变化产生的梁体涨缩：式中：t梁体温度变化差。可根据架梁地点的年平均最高和最低温度 之差求得。为减小该项位移，可考虑在平均温度时架梁。梁体的线膨胀系数。混凝土梁：L 梁长。钢梁：2.施加预应力产生的梁体混凝土弹性压缩量

9、：式中：预施应力后梁体下缘应力；梁体混凝土的弹性模量。3.竖向静活载作用下支座部位的移动：式中：梁部支点底面下缘至截面中性轴的距离。支点处梁的转角。对于简支梁：梁的跨中挠度。4.梁混凝土收缩徐变产生的梁体缩短值：式中：考虑架梁时梁体混凝土收缩和徐变中间值与终极值的比值；混凝土收缩按温度下降的值，一般取15度 徐变系数，可取2。支座位移计算5.橡胶支座倾斜布置时，由于梁重水平分力产生的支座剪切变形位移量：式中：sina线路纵坡 支座橡胶层总厚 G支座剪切模量，无试验资料时，可取1.1MPa6.由制动力产生的支座位移：式中：支座所承受的活载制动力；作用于一个支座上的制动力所引起的剪切角；活载作用时

10、的动态剪切模量。预应力混凝土梁：除制动力外，支座各项位移之和为：钢筋混凝土梁：支座位移与支座高度之间的关系 梁式桥的主梁由温度变化等因素在支座处产生的纵向水平位移，依靠全部橡胶片的剪切变形 t来实现,与 t的关系为：ah由 有-橡胶片容许剪切角的正切，可取用0.50.7，不计活载制动力 时用0.5；计及活载制动力时取用0.7，则上式可写成：-由上部结构温度变化、桥面纵坡等因素，引起支座顶面相对 于底面的水平位移。-活载制动力在一个支座上的水平力；-由制动力引起在支座顶面相对于底面的水平位移，可按下式 计算-橡胶的剪切模量，-橡胶支座的面积。AG预应力混凝土梁：钢筋混凝土梁：验算橡胶支座的稳定

11、橡胶支座的稳定条件必须满足：ah对于铁路桥规：支座总厚度对于公路桥规：橡胶片总厚度计算支座转角、验算支座不脱空条件 主梁受荷挠曲时，梁端将产生转动角为(如下图)，但不允许其与支座间产生脱空现象。梁端转动时，支座就受到一个偏心竖向力的作用，表面将产生不均匀的压缩变形，一端为 另一端为，其平均压缩变形，根据下式计算N h式中：E-橡胶支座的弹性模量。当无试验数据时，可查阅公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范，其值与支座的形状系 数有关，也可按下式计算：若梁端转角已知，或按公式算得，则有：规定，橡胶支座的最大平均压缩变形 不应大于支座橡胶总厚 的0.05倍。其中，a为主梁跨径方向的支座尺寸，又因

12、固当支座抗滑性验算 橡胶支座一般直接搁置在墩台与梁底之间，在它受到梁体传来的水平力后，应保证支座不滑动，亦即支座与混凝土之间要有足够大的摩阻力来抵抗水平力，故应满足下式：时，表示支座与梁底产生了部分脱空，支座是局部承压。因此设计时必须保证当无活载作用时 有活载作用时-活载制动力分在一个支座上的水平力；温度变化等因素分在一个 支座上的水平力。式中-在上部结构重力作用下的支座反力；-与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数采用0.3-与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数采用0.3；与钢板的摩阻系数采用0.2；返回例题：板式橡胶支座设计设计资料：某公路钢筋混凝土简支T型梁桥，梁肋宽0.25m，标准跨 径20m，计算跨径19.5m，恒载作用下支座的反力 N0=240KN，考虑冲击力后活载在支座产生的最大及最小 反力分别为Np,max=255.6kN,Np,min=103kN。制动力在 支座上产生的水平力HT7.84kN。主梁在最不利荷载作用 下梁端产生转角=0.0028rad。主梁的计算温差t=40C。按梁的两端采用等厚度的板式橡胶支座设计计算