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1、会计学1桥梁桥梁(qioling)支座图文支座图文第一页，共126页。7.1 概述概述(i sh)桥梁支座桥梁支座(zh zu)(zh zu)（Bridge bearingBridge bearing）是设置在桥梁上部结构和下）是设置在桥梁上部结构和下部结构之间的重要部件，其作用是将桥梁上部结构在各种荷载部结构之间的重要部件，其作用是将桥梁上部结构在各种荷载作用下所产生的反力（包括静载、活载、制动力和风力）和变作用下所产生的反力（包括静载、活载、制动力和风力）和变形（位移和转角）传递给桥梁下部结构，并且使得桥跨结构能形（位移和转角）传递给桥梁下部结构，并且使得桥跨结构能够适应温度变化、混凝土收
2、缩徐变等因素所产生的位移，从而够适应温度变化、混凝土收缩徐变等因素所产生的位移，从而使桥梁上下结构受力情况更能符合结构的静力图式。使桥梁上下结构受力情况更能符合结构的静力图式。第1页/共126页第二页，共126页。随着桥梁跨度的加大及载重量的不断(bdun)提高，对桥梁支座的发展提出了新的要求。桥梁界已经发展出由不同材料做成的多种形式的支座，其中有最初的简易支座、以前常用的混凝土支座、承载力大的钢支座、现在用的最多的橡胶支座以及有特殊作用的支座，诸如抗震支座、拉力支座等，长江第二大桥用的6500t特大吨位盆式橡胶支座的研制成功进一步丰富了支座的种类，满足了工程实际中各种桥梁的需要。7.1 概述
3、概述(i sh)第2页/共126页第三页，共126页。7.1 概述概述(i sh)桥梁支座主要作用具体表现如下三点：（1）使反力明确地作用到墩台的指定位置，并将集中反力扩散到一个足够大的面积上，以保证(bozhng)墩台工作的安全可靠。（2）保证(bozhng)桥跨结构在支点按计算图式所规定的条件变形。（3）保证(bozhng)桥跨结构在墩台上的位置充分固定，不至滑落。第3页/共126页第四页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构造的类型和构造 随着桥梁结构体系发展的日新月异，支座种类也不断增加。在20世纪60年代以前，桥梁中使用的几乎都是钢支座。随着材料工业的发展，出
4、现了橡胶支座及使用聚四氟乙烯板的平面滑动支座，20世纪60年代又出现了盆式橡胶支座与板式橡胶支座，并且很快发展成为最主要的桥梁支座形式。在20世纪70年代开始研制的球形支座，并且很快在弯梁桥上应用。桥梁支座具体可根据桥梁跨径长短、支座反力大小、支座允许的转动和位移量、选用的支座材料以及对桥梁变形和本身建筑(jinzh)高度、以及满足桥梁抗震、防震等要求选用。按支座容许变形的可能性划分，通常有固定支座和活动支座，活动支座又包括单向活动支座和双向活动支座。第4页/共126页第五页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的类型和支座的类型和构造构造固定固定(gdng)(gdng)支座。主
5、要承担桥跨结构支承处顺桥向、横桥支座。主要承担桥跨结构支承处顺桥向、横桥向的水平力和竖向反力，并约束相应的线变位。固定向的水平力和竖向反力，并约束相应的线变位。固定(gdng)(gdng)支座既要固定支座既要固定(gdng)(gdng)主梁在墩台上的位置并传递主梁在墩台上的位置并传递竖向力和水平力，又要保证主梁发生挠曲变形时在支承处能竖向力和水平力，又要保证主梁发生挠曲变形时在支承处能自由转动。自由转动。图7-2 简支桥梁(qioling)支座布置示意图第5页/共126页第六页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的类型和支座的类型和构造构造（2）活动支座活动支座则只能传递竖向力
6、，它允许上部结构既能转动又能水平移动。单向活动支座。它在承担竖向反力的同时，能约束顺桥向、横桥向水平位移中的一个方向的线位移。多向活动支座。它仅承担竖向反力，容许顺桥向、横桥向两个方向发生线位移。其中梁式桥主要(zhyo)用固定支座和单向活动支座。第6页/共126页第七页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造 桥梁支座应根据不同情况进行布置：桥梁支座应根据不同情况进行布置：（1 1）对于简支梁桥，一端设固定支座，另一端设活动支座。）对于简支梁桥，一端设固定支座，另一端设活动支座。T T构桥的挂孔按简支梁处理。构桥的挂孔按简支梁处理。（2 2）对于多跨连续梁
7、桥，一般每联只有一个固定支座。为）对于多跨连续梁桥，一般每联只有一个固定支座。为避免活动端的伸缩变形过大，一般将固定支座设在每联的中避免活动端的伸缩变形过大，一般将固定支座设在每联的中间桥墩上。但若该处墩身较高，则应考虑间桥墩上。但若该处墩身较高，则应考虑(k(k ol ol)避开，或避开，或采取特殊措施，以避免该墩顶承受过大的水平力（这导致墩采取特殊措施，以避免该墩顶承受过大的水平力（这导致墩底弯矩过大）。底弯矩过大）。图7-3 连续(linx)梁桥支座布置示意图第7页/共126页第八页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造（3 3）曲线连续梁桥的支座布
8、置会直接影响到梁的内力分布，同时，）曲线连续梁桥的支座布置会直接影响到梁的内力分布，同时，支座的布置应使其能充分适应曲梁的纵、横向自由转动和移动的可支座的布置应使其能充分适应曲梁的纵、横向自由转动和移动的可能性。宜采用球面支座，且为多向活动支座。曲线箱梁中间常设单能性。宜采用球面支座，且为多向活动支座。曲线箱梁中间常设单支点支座，仅在一联范围内的梁的端部（或桥台上）设置支点支座，仅在一联范围内的梁的端部（或桥台上）设置(shzh)(shzh)双支座，以承受扭矩。有意将曲梁支点向曲线外侧偏离，双支座，以承受扭矩。有意将曲梁支点向曲线外侧偏离，可调整曲梁的扭矩分布。图可调整曲梁的扭矩分布。图7-4
9、7-4为曲梁支座布置的示意图。为曲梁支座布置的示意图。第8页/共126页第九页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造图7-4 曲线梁桥(lin qio)支座布置示意图第9页/共126页第十页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造（4）对于悬臂梁桥，锚固跨一侧设固定支座，另一侧设活动支座。铁路桥梁固定支座、活动支座的布置应遵循以下(yxi)原则：对于桥跨结构而言，最好要使梁（支承处）的下缘在制动力的作用下受压，从而抵消一部分竖向荷载在下缘产生的拉力。一般固定支座设置在坡桥较低侧以及行车方向的前方侧。在车站附近，固定支座宜
10、设置在车站一侧，对于坡道应设置在高程较低一侧。第10页/共126页第十一页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座支座的类型和构造的类型和构造 对于纵桥向设有两个支座的桥墩而言，最好能让制动力的方向指向桥墩中心，使制动力能抵消(dxio)一部分竖向荷载所产生的偏心距。对于桥台而言，最好能让制动力的方向指向堤岸，使墩台顶部的圬工材料处于受压状态，由此能平衡一部分台后土压力。在区间平道上，支座设置在重车方向的前端，对于双线桥，两线固定支座均设于两端中主要重车方向的前端。对于其它一些特殊桥梁的布置原则要满足相应的规定规范标准。桥梁支座通常用钢、橡胶或混凝土等材料来制作。从简易的垫层支座到
11、加工复杂的铸钢辊轴支座，类型很多。本节主要介绍一些常用的支座类型。第11页/共126页第十二页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造 简易垫层支座 简易垫层支座，是指在梁底与墩台之间设置垫层来支承上部结构。垫层材料有油毛毡、石棉或铅板等，主要是利用这些(zhxi)材料的柔韧特性以此来适应梁端较小的转动，也正是这些(zhxi)材料的本身特性从而使它的使用寿命较其它支座相比明显降低，并且适用范围也很小，这在下面的应用条件也容易看出。简易垫层支座在我国早期的中小跨径桥梁中应用较多，目前已不常用。第12页/共126页第十三页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qiol
12、ing)支座支座的类型和构造的类型和构造图7-9 简易(jiny)垫层支座对于标准跨径小于10m的简支桥或简支梁桥（公路桥跨径在10m以内，铁路梁桥跨径小于45m的小跨径桥梁(qioling)），为方便简单起见，可以不设专门的支座结构，而直接使板或梁的端部支承在几层油毛毡或第13页/共126页第十四页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的类型和支座的类型和构造构造石棉做成的简易垫层上面，如需在梁的一端设置固定支座时，石棉做成的简易垫层上面，如需在梁的一端设置固定支座时，则在墩台中预埋铆钉，然后使它穿入到预埋于板或梁端中的则在墩台中预埋铆钉，然后使它穿入到预埋于板或梁端中的套管内
13、。垫层经压实后的厚度不应小于套管内。垫层经压实后的厚度不应小于1cm1cm。实践经验指出，。实践经验指出，这种简易垫层的变形性能较差。为了防止墩、台顶部前缘被这种简易垫层的变形性能较差。为了防止墩、台顶部前缘被压碎并避免压碎并避免(bmin)(bmin)上部结构端部和墩、台顶部可能被拉裂，上部结构端部和墩、台顶部可能被拉裂，通常应将墩、台顶部的前缘削成斜角，并最好在板或墩、台通常应将墩、台顶部的前缘削成斜角，并最好在板或墩、台顶部内增设顶部内增设1212层钢筋网予以加强。层钢筋网予以加强。第14页/共126页第十五页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构造造钢
14、支座钢支座钢支座是靠钢部件的滚动、摇动和滑钢支座是靠钢部件的滚动、摇动和滑动来完成支座的位移和转动功能。动来完成支座的位移和转动功能。其最大的特点是承载能力高，能适其最大的特点是承载能力高，能适应桥梁的位移和转动的需要。应桥梁的位移和转动的需要。钢支座系列以竖向承载力为主参数钢支座系列以竖向承载力为主参数(cnsh)(cnsh)，分，分1616级（单位为级（单位为kNkN）：）：800800、12001200、16001600、20002000、23002300、26002600、30003000、40004000、50005000、60006000、70007000、80008000、100
15、0010000、1300013000、1600016000和和2000020000。活动支座纵向允许位移。活动支座纵向允许位移值分值分7 7级（单位为级（单位为mmmm）：）：2020、3030、4040、5050、8080、120120、150150。横向活动支座允许位移值。横向活动支座允许位移值分分2 2级（单位为级（单位为mmmm）：）：1010、2020。第15页/共126页第十六页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构造造 钢支座按性能分为固定支座（GD）、纵向活动支座（ZX）、横向活动支座（HX）、多向活动支座（DX）。抗震型支座表示(biosh)
16、方法为：在型号表示(biosh)的最后增加设计地震动峰值加速度，如0.15g、0.2g、0.3g、04.g，普通支座不加此项。钢支座又分为铸钢支座和新型钢支座。1、铸钢支座 铸钢支座使用碳素钢或优质钢经过制模、翻砂、铸造、热处理、机械加工和表面处理制成，是一第16页/共126页第十七页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构和构造造种传统型式的支座。铸钢支座承载能力较大，但其构造尺寸(ch cun)大、耗钢量多、刚度过大、传力急剧，容易造成下部结构损坏。而且铸钢支座易锈蚀，养护费用高，维修较困难。多数钢支座绝大部分在构造上都有其相同点：上摆、下摆。摇轴和辊轴支座还包
17、括摇轴（可以看作为下摆）、辊轴与底板。视跨度与荷载大小，钢支座常见种类有平板支座、弧形支座、摇轴支座和辊轴支座等几种。第17页/共126页第十八页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造1）平板支座平板支座是桥梁支座最早而又最简单的一种支座型式。它由上、下摆两块平面(pngmin)钢板组成，固定支座的上、下平板间用钢销固定。活动平板支座只将上平板销孔改成长圆形。平板支座构造简单、加工容易，但其缺点是反力不集中，梁端不能自由转动，伸缩时要克服较大的摩阻力，而且梁的支承端也不能完全自由旋转。所以平板支座一般用于小跨度桥梁，在铁路桥上可用到8 m跨度，在公路桥中常
18、用到1215 m的跨度。目前平板支座大部分已被板式橡胶支座所取代。第18页/共126页第十九页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造 为了减少钢板接触面上的摩擦力以免阻碍纵向滑动，可将钢板的接触为了减少钢板接触面上的摩擦力以免阻碍纵向滑动，可将钢板的接触面在刨床面在刨床(bochung)(bochung)上刨光并涂以石墨润滑剂（但是有时积垢与锈上刨光并涂以石墨润滑剂（但是有时积垢与锈蚀常使这种支座蚀常使这种支座“冻死冻死”失效）。将薄铅板夹于钢板之间虽有助益，失效）。将薄铅板夹于钢板之间虽有助益，但铅板经常被挤出来。若能免除污垢、灰尘，则嵌有石墨化合物自但
19、铅板经常被挤出来。若能免除污垢、灰尘，则嵌有石墨化合物自行润滑的青铜平板就能良好地工作。行润滑的青铜平板就能良好地工作。第19页/共126页第二十页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构和构造造 2 2）弧形支座）弧形支座(zh zu)(zh zu)。弧型支座弧型支座(zh zu)(zh zu)由两块厚度约为由两块厚度约为45cm45cm铸钢制成的铸钢制成的上、下支座上、下支座(zh zu)(zh zu)板和销钉组成，如图板和销钉组成，如图7-107-10所示。所示。图图7-6 7-6 弧形支座弧形支座(zh zu)(zh zu)示意图示意图第20页/共126页第
20、二十一页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构和构造造它按约束情况可分为齿槽式和销钉式两种。上支座板是一块平直的它按约束情况可分为齿槽式和销钉式两种。上支座板是一块平直的矩形钢板，下支座板是一块顶面呈圆弧形的钢板，并且分别预埋在矩形钢板，下支座板是一块顶面呈圆弧形的钢板，并且分别预埋在主梁端部和墩（台）帽中，这样，上垫板沿着下垫板弧形接触面的主梁端部和墩（台）帽中，这样，上垫板沿着下垫板弧形接触面的相对滑动和转动实现了活动支座的功能要求。上、下支座板之间在相对滑动和转动实现了活动支座的功能要求。上、下支座板之间在销钉孔处设有销钉（或齿板），并且通过销钉（或齿板）的
21、抗剪来销钉孔处设有销钉（或齿板），并且通过销钉（或齿板）的抗剪来承受水平力的作用。通常应使齿槽比齿板宽承受水平力的作用。通常应使齿槽比齿板宽2mm2mm，且齿板顶部应削，且齿板顶部应削斜，从而可以使上垫板自由转动。当用销钉固定时，销钉直径也应斜，从而可以使上垫板自由转动。当用销钉固定时，销钉直径也应较销孔小较销孔小2mm2mm，且伸出的顶头也应做成顶部缩小的圆锥形。但是这，且伸出的顶头也应做成顶部缩小的圆锥形。但是这种支座目前已较少采用种支座目前已较少采用(ciyng)(ciyng)，只在一些老桥上还能见到，固，只在一些老桥上还能见到，固定支座的上、下支座板的销钉孔均为圆孔，由销钉承受纵向水平
22、力。定支座的上、下支座板的销钉孔均为圆孔，由销钉承受纵向水平力。活动支座的销钉孔为长圆孔，以使支座可做少量的滑移。活动支座的销钉孔为长圆孔，以使支座可做少量的滑移。第21页/共126页第二十二页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的类型和支座的类型和构造构造n n下支座板顶面曲率半径应根据赫兹(hz)接触线应力公式进行检算：n n式中，P支座反力；n nE钢的弹性模量；n nr下支座板顶面曲率半径。第22页/共126页第二十三页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造 弧型支座在使用过程中，经常发生转动不弧型支座在使用过程中，经常发生转动不灵
23、活或锚栓（齿板）剪断的现象。主要原灵活或锚栓（齿板）剪断的现象。主要原因是由于弧型接触面接触应力过大被压平，因是由于弧型接触面接触应力过大被压平，使支座转动困难，伸缩时要克服较大的摩使支座转动困难，伸缩时要克服较大的摩阻力，同时由于支座锚栓（齿板）与梁底阻力，同时由于支座锚栓（齿板）与梁底钢板焊接后，使锚栓抗剪强度降低。所以钢板焊接后，使锚栓抗剪强度降低。所以只能适用于较小跨度的梁，弧型支座一般只能适用于较小跨度的梁，弧型支座一般用于跨度在用于跨度在 16 m 16 m以下（规定要求在以下（规定要求在812m812m）的铁路桥上。这种支座目前已较）的铁路桥上。这种支座目前已较少采用，只在一些少
24、采用，只在一些(yxi)(yxi)老桥上还能看到，老桥上还能看到，不少桥梁的弧型支座已被板式橡胶支座所不少桥梁的弧型支座已被板式橡胶支座所代替。代替。第23页/共126页第二十四页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造3）摇轴支座。跨度在2030m之间的铁路桥梁通常均采用铸钢摇轴支座。摇轴支座是由上摆、底板和两者之间的辊子组成，将圆辊多余部分削去成为扇形，就形成摇轴。随着摇轴的直径的加大其承载能力也在提高，但支承反力大的摇轴直径也大，势必要增加其高度。摇轴支座按是否活动有固定支座和活动支座之分。活动支座由底板、下摆（摇轴）和梁底直接相连(xin lin)的
25、上摆组成。下摆的底面做成圆曲面形，能自由转动，并由下摆转动后顶、底面的位移差来适应梁体位移的需要。摇轴支座的固定支座由上下摆组成，只不过是下摆的底面改为水平面，直接和墩台连接，因此支座只能转动，不第24页/共126页第二十五页，共126页。能移位。图7.7所示为活动摇轴支座，图7.8为固定摇轴支座。以往由于(yuy)摇轴支座上下摆顶面和底面曲面半径不一致，因而在转动时受到的约束阻力较大，所以目前设计的摇轴支座顶、底面为同心圆的一部分，以便于支座的自由转动。铰接摇轴支座是摇轴支座的一种改进型式，其优点是最终能准确控制支座排列位置，但有时也会产生“冻死”不转动现象。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh
26、zu)的类型和构的类型和构造造第25页/共126页第二十六页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的类型和支座的类型和构造构造图图7-7 7-7 活动活动(hu dng)(hu dng)摇轴摇轴支座图支座图图7-8 固定(gdng)摇轴支座图第26页/共126页第二十七页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造4 4）辊轴支座。为了克服摇轴支座的缺点，辊轴支座特别是在大）辊轴支座。为了克服摇轴支座的缺点，辊轴支座特别是在大跨度桥梁和钢桥上得到了广泛的应用。它通常是由若干个小直跨度桥梁和钢桥上得到了广泛的应用。它通常是由若干个小直径的辊轴并列、组
27、联在一起，梁体位移是通过辊轴转动来实现径的辊轴并列、组联在一起，梁体位移是通过辊轴转动来实现的。支座反力的大小直接决定了辊轴数量的多少，一般的。支座反力的大小直接决定了辊轴数量的多少，一般(ybn)(ybn)情况为情况为210210个。根据线接触应力的大小来确定。个。根据线接触应力的大小来确定。第27页/共126页第二十八页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造图7-9 活动(hu dng)辊轴支座图 图7-10 固定(gdng)辊轴支座图第28页/共126页第二十九页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造 2 2、新
28、型钢支座。、新型钢支座。新型钢支座根据材料划分主要有以下类型：不锈钢支座、合金新型钢支座根据材料划分主要有以下类型：不锈钢支座、合金钢支座、滑板钢支座和球面钢支座。这些钢支座主要有以下特钢支座、滑板钢支座和球面钢支座。这些钢支座主要有以下特性：性：1)1)采用不锈钢或高级合金钢合金支座，并且支座封闭在油箱内，采用不锈钢或高级合金钢合金支座，并且支座封闭在油箱内，防止了钢材防止了钢材(gngci)(gngci)的生锈，从而减少了维修养护或免维修。的生锈，从而减少了维修养护或免维修。2)2)对承受接触应力的部分进行表面硬化处理，极大地提高了支座对承受接触应力的部分进行表面硬化处理，极大地提高了支座
29、的容许承载能力。的容许承载能力。3)3)支座的转动部分采用钢制（或黄铜）制成的球冠形状，在钢制支座的转动部分采用钢制（或黄铜）制成的球冠形状，在钢制（黄铜）的球冠上、下分别设置减少摩阻力的聚四氟乙烯板，（黄铜）的球冠上、下分别设置减少摩阻力的聚四氟乙烯板，构成球形支座。构成球形支座。4 4）球形钢支座传力可靠，转动灵活，它不但具备盆式橡胶支座）球形钢支座传力可靠，转动灵活，它不但具备盆式橡胶支座承载能力大，容许支座位移大等特点，而且能更好地适应支座承载能力大，容许支座位移大等特点，而且能更好地适应支座大转角的需要（图大转角的需要（图7.117.11），与盆式支座相比具有下列优点），与盆式支座相
30、比具有下列优点:第29页/共126页第三十页，共126页。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构和构造造1、上支座(zh zu)板 2、下支座(zh zu)板 3、支座(zh zu)钢球芯 4、PTFE圆平板 5、PTFE球形板 6、不锈钢图7-11 QZ型球形钢支座(zh zu)示意图第30页/共126页第三十一页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造 a、球形钢支座通过球面传力，不出现力的缩颈现象，作用在混凝土上的反力比较均匀；b、球形钢支座通过球面聚四氟乙烯板的滑动来实现支座的转动过程，转动力矩小，而且(r qi)转动力矩只与支座球面
31、半径及聚四氟乙烯板的摩擦系数有关，与支座转角大小无关，特别适用于大转角的要求，设计转角可达0.05rad。c、支座各向转动性能一致，适用于宽桥、曲线桥；d支座不用橡胶承压，不存在橡胶老化对支座转动性能的影响，特别适用于低温地区。第31页/共126页第三十二页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构造造7.2.37.2.3橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座 橡胶支座的应用是源于橡胶工业的迅速发展，从橡胶支座的应用是源于橡胶工业的迅速发展，从橡胶支座的应用是源于橡胶工业的迅速发展，从橡胶支座的应用是源于橡胶工业的迅速发展，从5050年代起已年代起已年代起已年代起已尝试
32、应用优质合成橡胶来制造桥梁支座。多年来的工程实践尝试应用优质合成橡胶来制造桥梁支座。多年来的工程实践尝试应用优质合成橡胶来制造桥梁支座。多年来的工程实践尝试应用优质合成橡胶来制造桥梁支座。多年来的工程实践经验表明，橡胶支座具有构造简单、加工方便、造价低、结经验表明，橡胶支座具有构造简单、加工方便、造价低、结经验表明，橡胶支座具有构造简单、加工方便、造价低、结经验表明，橡胶支座具有构造简单、加工方便、造价低、结构高度小、安装方便和使用性能优良等一系列优点。此外，构高度小、安装方便和使用性能优良等一系列优点。此外，构高度小、安装方便和使用性能优良等一系列优点。此外，构高度小、安装方便和使用性能优良
33、等一系列优点。此外，它能方便地适应任意方向的变形，特别对于宽桥、曲线桥和它能方便地适应任意方向的变形，特别对于宽桥、曲线桥和它能方便地适应任意方向的变形，特别对于宽桥、曲线桥和它能方便地适应任意方向的变形，特别对于宽桥、曲线桥和斜交桥具有很好的适用性。并且橡胶的弹性还能削减上下部斜交桥具有很好的适用性。并且橡胶的弹性还能削减上下部斜交桥具有很好的适用性。并且橡胶的弹性还能削减上下部斜交桥具有很好的适用性。并且橡胶的弹性还能削减上下部结构所受的动力作用，对于抗震十分有利。鉴于此，近年来结构所受的动力作用，对于抗震十分有利。鉴于此，近年来结构所受的动力作用，对于抗震十分有利。鉴于此，近年来结构所受
34、的动力作用，对于抗震十分有利。鉴于此，近年来橡胶支座在桥梁工程中得到了广泛的应用。橡胶支座用的材橡胶支座在桥梁工程中得到了广泛的应用。橡胶支座用的材橡胶支座在桥梁工程中得到了广泛的应用。橡胶支座用的材橡胶支座在桥梁工程中得到了广泛的应用。橡胶支座用的材料主要是化学合成的氯丁橡胶，它具有一定的抗压强度、抗料主要是化学合成的氯丁橡胶，它具有一定的抗压强度、抗料主要是化学合成的氯丁橡胶，它具有一定的抗压强度、抗料主要是化学合成的氯丁橡胶，它具有一定的抗压强度、抗油蚀性和耐老化性。尽管老化性不可避免，但实践应用表明，油蚀性和耐老化性。尽管老化性不可避免，但实践应用表明，油蚀性和耐老化性。尽管老化性不可
35、避免，但实践应用表明，油蚀性和耐老化性。尽管老化性不可避免，但实践应用表明，从适用性和经济性上考虑从适用性和经济性上考虑从适用性和经济性上考虑从适用性和经济性上考虑(kol)(kol)，这类支座依然值得推广。，这类支座依然值得推广。，这类支座依然值得推广。，这类支座依然值得推广。第32页/共126页第三十三页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座支座的类型和构造的类型和构造图图7-12 7-12 板式橡胶板式橡胶(xingjio)(xingjio)支座实体剖切图形支座实体剖切图形第33页/共126页第三十四页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构
36、造造 板式橡胶支座板式橡胶支座(zh zu)(zh zu)与钢支座与钢支座(zh zu)(zh zu)相比具有下列相比具有下列优点：优点：橡胶支座橡胶支座(zh zu)(zh zu)构造简单、加工制造方便、成本低构造简单、加工制造方便、成本低廉、节约钢材。廉、节约钢材。橡胶支座橡胶支座(zh zu)(zh zu)工作性能可靠，具有良好的弹性阻工作性能可靠，具有良好的弹性阻尼、可减少动载对桥跨结构及墩台的冲击作用，改善桥尼、可减少动载对桥跨结构及墩台的冲击作用，改善桥梁受力性能。梁受力性能。橡胶支座橡胶支座(zh zu)(zh zu)几乎不需要经常的养护，减少养护几乎不需要经常的养护，减少养护工
37、作量。工作量。基于橡胶支座基于橡胶支座(zh zu)(zh zu)水平动力阻尼特性，可改善桥水平动力阻尼特性，可改善桥梁的整体抗震性能。梁的整体抗震性能。橡胶支座橡胶支座(zh zu)(zh zu)一般可分为板式橡胶支座一般可分为板式橡胶支座(zh zu)(zh zu)、四氟橡胶滑板式支座四氟橡胶滑板式支座(zh zu)(zh zu)、球冠圆板式橡胶支座、球冠圆板式橡胶支座(zh zu)(zh zu)和盆式橡胶支座和盆式橡胶支座(zh zu)(zh zu)四类。四类。第34页/共126页第三十五页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座支座的类型和构造的类型和构造图7-13 板式橡
38、胶(xingjio)支座第35页/共126页第三十六页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的支座的类型和构造类型和构造1.板式橡胶支座板式橡胶支座的构造非常简单，它是由几层橡胶和薄钢板迭合而成。常用的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝网作为加劲(ji jn)层以提高支座的竖向承载能力。板式橡胶支座的变形机理为：橡胶的不均匀弹性压缩实现转动；橡胶的剪切变形实现水平位移。板式橡胶支座多用于活动支座，图7.14、图7.15和图7.16所示为板式橡胶纵向活动支座、横向活动支座和多向活动支座结构示意图。也有将橡胶支座作为固定支座的情况，此时采用如图7.17所示的结构。第36页/共126页第三十
39、七页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的类型和支座的类型和构造构造图7.14 纵向活动(hu dng)支座结构示意图 图7.15横向活动支座(zh zu)结构示意图 第37页/共126页第三十八页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构造造图7.16多向活动支座(zh zu)结构示意图 图7.17固定活动支座(zh zu)结构示意图第38页/共126页第三十九页，共126页。板式橡胶支座可制作成矩形和圆形。矩形支座构造简单，而圆板式橡胶支座可制作成矩形和圆形。矩形支座构造简单，而圆形和球冠圆形在平面上各向同性；圆形板上的球冠可调节受力形和球冠圆
40、形在平面上各向同性；圆形板上的球冠可调节受力状况，既适用于一般梁桥，也适用于各种变位较复杂的立交桥状况，既适用于一般梁桥，也适用于各种变位较复杂的立交桥及高架桥。矩形橡胶支座是中小跨径梁最常用的支座形式。及高架桥。矩形橡胶支座是中小跨径梁最常用的支座形式。支座的橡胶材料以氯丁橡胶为主，也可采用支座的橡胶材料以氯丁橡胶为主，也可采用(ciyng)(ciyng)天然橡胶天然橡胶或者是由天然橡胶配方的耐高温橡胶支座。氯丁橡胶一般用于或者是由天然橡胶配方的耐高温橡胶支座。氯丁橡胶一般用于最低气温不超过最低气温不超过-25-25的地区，天然橡胶适用于温度不低于的地区，天然橡胶适用于温度不低于-3030-
41、40-40的地区。根据试验分析，板式橡胶支座的设计基本参的地区。根据试验分析，板式橡胶支座的设计基本参数有，压缩弹性模量数有，压缩弹性模量E E、容许压应力、容许压应力 和容许剪切角和容许剪切角 ，这些，这些参数均与支座的形状系数参数均与支座的形状系数S S有关。有关。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造第39页/共126页第四十页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座的类型和支座的类型和构造构造n n形状系数为橡胶支座的承压面积与自由表面积之比，矩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：形支座为：n n式中：式中：a a 支座短边长度
42、支座短边长度(chngd)(chngd)，单位，单位mmmm；n n b b 支座长边长度支座长边长度(chngd)(chngd)，单位，单位mmmm；n n hi hi 两层钢板之间橡胶层的厚度，单位两层钢板之间橡胶层的厚度，单位mmmm。第40页/共126页第四十一页，共126页。支座的力学性能见表支座的力学性能见表7-17-1。支座抗压弹性模型根据。支座抗压弹性模型根据(gnj)(gnj)表表7-27-2取值。取值。表表7-1 7-1 板式橡胶支座力学性能指标板式橡胶支座力学性能指标7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造第41页/共126页第四十二页，共126页。
43、表表7-2 板式橡胶支座抗压弹性模量板式橡胶支座抗压弹性模量E（单位（单位MPa）支座按其适用的温度范围分为常支座按其适用的温度范围分为常温型和耐寒型两类。常温型支座温型和耐寒型两类。常温型支座的适用温度范围为的适用温度范围为-25+60，宜采用氯丁橡胶，宜采用氯丁橡胶(l dn xin jio)（CR）；耐寒型支座）；耐寒型支座的适用温度范围为的适用温度范围为-40+60，应采用天然橡胶（，应采用天然橡胶（NR）。）。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座支座的类型和构造的类型和构造第42页/共126页第四十三页，共126页。2.2.四氟橡胶滑板式支座四氟橡胶滑板式支座 聚四氟乙烯滑板式橡胶
44、支座简称四氟滑板式支座，是在普通板式橡胶支座基础上按照支座尺聚四氟乙烯滑板式橡胶支座简称四氟滑板式支座，是在普通板式橡胶支座基础上按照支座尺寸大小粘复一层厚寸大小粘复一层厚24mm24mm的聚四氟乙烯板材而成，所以它是板式橡胶支座的一种特殊形式。的聚四氟乙烯板材而成，所以它是板式橡胶支座的一种特殊形式。另外在主梁支点底面设置一块有一定光洁度的不锈钢板，以利用聚四氟乙烯板贴在它下面自另外在主梁支点底面设置一块有一定光洁度的不锈钢板，以利用聚四氟乙烯板贴在它下面自由滑动，聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的摩擦力系数可取为由滑动，聚四氟乙烯板与不锈钢板之间的摩擦力系数可取为0.050.100.050.10
45、。除了能水平。除了能水平(shupng)(shupng)向自由伸缩外滑板式橡胶支座与非滑板式橡胶支座其它性能相同。向自由伸缩外滑板式橡胶支座与非滑板式橡胶支座其它性能相同。聚四氟乙烯滑板式橡胶支座适用于较大跨度的简支梁桥、桥面连续的梁桥和连续梁桥；此外，聚四氟乙烯滑板式橡胶支座适用于较大跨度的简支梁桥、桥面连续的梁桥和连续梁桥；此外，还可用作连续梁桥顶推施工的滑块。还可用作连续梁桥顶推施工的滑块。7.2 桥梁支座的类型桥梁支座的类型(lixng)和构造和构造第43页/共126页第四十四页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构造造n n 图7.18 四氟滑板式橡
46、胶(xingjio)支座第44页/共126页第四十五页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构造造3.球冠圆板式橡胶支座 球冠圆板式橡胶支座是一种改进后的圆形板式橡胶支座，其中间层橡胶和钢板布置与圆形板式橡胶支座完全相同，而在支座顶面用纯橡胶制成球形表面(图7.19)，球面中心(zhngxn)橡胶最大厚度为410mm。球冠圆板式橡胶支座具有传力均匀，可明显改善或避免支座底面产生偏压、脱空等不良现象特性，在平面上各向同性，并以其球冠调节受力状况。不但适用于一般桥梁，也适用于各种布置复杂、纵横较大的立交桥及高架桥，其坡度使用范围为35%，也可根据不同坡度需要调整球冠
47、半径。第45页/共126页第四十六页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构的类型和构造造图7.19球冠圆板式(bnsh)橡胶支座球冠支座分类(fn li)：a球冠圆板式橡胶支座 b聚四氟乙烯球冠圆板式橡胶支座第46页/共126页第四十七页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座支座的类型和构造的类型和构造图7.20 球冠圆板式橡胶(xingjio)支座安装图示第47页/共126页第四十八页，共126页。4.盆式橡胶支座。一般的盆式橡胶支座处于无侧限受力状态，抗压强度不高，加之其位移量取决于橡胶的容许剪切变形和支座高度，要求的位移量越大，就要做的愈厚，所以无侧
48、限橡胶支座的承载能力和位移值受到一定的限制。盆式橡胶支座克服了这一缺点，其工作原理是利用被半封闭钢制钢盆内的弹性橡胶块在三向受力状态下具有流体的性质特点，来实现桥梁上部的转动，同时依靠中间钢板上板与上座板的不锈钢板之间的低摩擦系数来实现上部结构的水平位移，使支座所承受(chngshu)的剪切变位不再由橡胶完全承担。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造第48页/共126页第四十九页，共126页。由于钢盆有很好的密封性，橡胶在盆内不能横向伸长，竖向压缩也将小了许多。从试验的数据来看，橡胶处于三向约束状态时的抗压弹性模量(tn xn m lin)为50000MPa，比无侧向
49、约束的抗压弹性模量(tn xn m lin)增大近20倍，因而支座承载能力大为提高，解决了板式 橡胶支座承载能力的局限，能满足大的支承反力、大的水平位移及转角要求。图7.21所示为一般的盆式橡胶支座的构造，图7.22所示为我国铁路常用TPZ型桥梁盆式橡胶支座构造 7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造第49页/共126页第五十页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的的类型和构造类型和构造图7.21 盆式橡胶支座的一般(ybn)构造图 第50页/共126页第五十一页，共126页。7.2 桥梁桥梁(qioling)支座支座的类型和构造的类型和构造1.钢盆 2
50、.承压材料(cilio)3.钢衬板 4.聚四氟乙烯板 5.上支座板 6.不锈钢板 7.钢紧箍圈 8.密封胶圈 图7.22 TPZ型桥梁盆式橡胶(xingjio)支座图 第51页/共126页第五十二页，共126页。7.2 桥梁支座桥梁支座(zh zu)的类型和构造的类型和构造钢筋混凝土支座钢筋混凝土支座钢筋混凝土支座可分外摆柱式支座和混凝土铰支座钢筋混凝土支座可分外摆柱式支座和混凝土铰支座1.1.钢筋混凝土摆柱式支座钢筋混凝土摆柱式支座对于标准跨径等于或大于对于标准跨径等于或大于20m20m的简支梁式公路桥或跨径大于的简支梁式公路桥或跨径大于13m13m的公路悬臂梁的公路悬臂梁桥的挂孔，为了桥的