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1、1一、支座的作用、要求、类型、布置1-1 支座的作用：传递上部结构恒载、活载引起的竖向力、水平力到下部墩台保证结构在活裁、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下的自由变形，以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式。第1页/共30页21-2 支座受力支座要承受的力整体上看，要受到竖向力（压或拉、压）和水平力。构造的非理想化，将使支座受力情况更复杂。设计计算时要考虑的荷载效应竖向力：结构自重反力、活载最大反力；应计入汽车 冲击影响；支座应考虑是否有上拔要求，计算最大上拔力。水平力：直线桥计算纵向水平力，斜弯桥考虑离心力、风力等；纵向水平力考虑汽车的制动力、摩阻力、风力、温度力等；第2页/共
2、30页31-3 对支座的要求必须具有足够的承载能力对（设计要求的）变形的约束应尽可能的小 即“自由变形（相对的）”便于安装、养护、维修甚至进行更换。第3页/共30页41-4 支座的分类 按其容许变形的可能性分为：(1)固定支座：能承担桥跨结构支承点处顺桥向、横桥向的水平力和竖向反力；并约束相应的线变位。(2)单向活动支座：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。(3)多向活动支座：容许支座在顺桥向、横桥向两个方向发生线位移，仅承担竖向反力。大型复杂结构、宽桥等使用。第4页/共30页51-4 支座的分类（续1）按材料分为：(1)钢支座有：平板支座、弧形支座、摇轴支
3、座和辊轴支座等支座的传力通过钢的接触面，变位主要通过钢和钢的滚动实现。(2)聚四氟乙烯支座(滑动支座)：以聚四氟乙烯板和不锈钢板作为支座的相对滑动面。有：球型支座、圆柱面支座、双曲面支座和摩擦摆支座。(3)橡胶支座有：板式橡胶支座、盆式橡胶支座、四氟乙烯橡胶支座等；板式支座靠自身剪应变实现位移，其余支座变形原理基本同(2)。(4)混凝土支座(混凝土铰支座)。(5)铅支座传力部分由硬铅构成。第5页/共30页6支座类型（构造、材料）的选择：与桥梁跨径、支座反力、梁体水平变位等因素有关；公路桥梁上，较常见的支座构造类型1）简易垫层支座2）弧形钢板支座 3）钢筋混凝土摆柱式支座上述三种目前较少使用，一
4、般仅用于中、小跨径桥梁。4）橡胶支座板式橡胶支座四氟板式橡胶支座盆式橡胶支座球型钢支座5）特殊用途的支座 减隔震性能支座减隔震性能支座、防腐支座、竖向抗拔支座1-4 支座的分类（续2）第6页/共30页71-5 布置支座的一般原则有利于结构的受力，有效释放附加内力，尤其利于墩台传递纵向、横向水平力。1、简支梁，一端固定、一端活动2、多跨连续梁，一个桥墩设置固定支座，一般位于中间桥墩，其余墩台设活动支座；3、悬臂梁，锚固跨一侧设固定，另一侧活动；4、T构桥挂孔，按简支梁处理；5、尽可能避免拉力支座6、固定支座的布置应利于桥墩的受力图第7页/共30页8属于1-5连续梁桥固定支座的布置示意第8页/共3
5、0页9属于1-5固定支座与活动支座的区别固定支座 可传递竖向、水平力，保证支承处转动；活动支座（单向、双向）只传递竖向压力，保证支承处主梁转动、水平移动;第9页/共30页10二、板式橡胶支座2-1 特点 特点：构造简单；吨位、变形不大；适用于：跨径不超过30m的中小桥梁 尤以砼梁桥常见：简支梁桥、板梁、T梁桥第10页/共30页112-2 构造与变位机理变位机理：1）转角变位：不均匀压缩变形（纵桥向）；）转角变位：不均匀压缩变形（纵桥向）；2）水平变位：剪切变形；）水平变位：剪切变形；3）通常不区分固定、活动支座。）通常不区分固定、活动支座。不同的承载力、变形要求，通过选择不同大小、厚度的橡胶板
6、来实现。第11页/共30页122-3 板式橡胶支座的设计与计算计算内容：1、确定支座平面尺寸 a b 及 h；2、验算支座受压偏转：当梁端发生转 动后，支座不致于与梁底脱空、形成局部承压。3、验算支座的抗滑性能第12页/共30页13属于2-3平面尺寸的决定因素局部承压区示意局部承压区示意局部承压区示意局部承压区示意1）橡胶板的抗压强度2）梁部、墩台顶的砼的局部承压强度第13页/共30页14属于2-3确定平面尺寸的公式运营阶段最大支点反力运营阶段最大支点反力橡胶支座平均容许压应力橡胶支座平均容许压应力橡胶支座纵、横向尺寸橡胶支座纵、横向尺寸考虑支座形状系数考虑支座形状系数 S:t:中间层中间层(
7、单单)橡胶片厚橡胶片厚:总厚不应大于支座顺桥总厚不应大于支座顺桥向边长的向边长的0.2倍倍第14页/共30页15属于2-3规范规定的参数取值按桥梁设计规范：第15页/共30页16属于2-3确定支座厚度 h 上部结构产生的纵向最大水平位移全部由橡胶片（厚 t）的剪切变形来提供；支座的最大剪切角 橡胶片的容许剪切角橡胶片总厚度。支座总厚：橡胶片总厚 +加劲 钢板总厚。第16页/共30页17属于2-3确定支座厚度h（续）橡胶片总厚度：HT：一个支座上的活载制动力一个支座上的活载制动力第17页/共30页18属于2-3验算支座偏转验算目的：保证支座不脱空。判据：支座最小的竖向压缩变形 0 第18页/共3
8、0页19属于2-3验算支座偏转（续）梁端转角为梁端转角为桥规规定：橡胶支座桥规规定：橡胶支座竖向平均变形不超过竖向平均变形不超过:平均压缩变形平均压缩变形材料力学公式：材料力学公式：l=N l/EA 第19页/共30页20属于2-3抗滑稳定性保证支座与墩台顶面与梁底间不发生相对滑动：第20页/共30页21属于2-3设计计算程序及注意事项支座为定型产品，设计计算的目的是为了选择型号。支座为定型产品，设计计算的目的是为了选择型号。实践工作程序：1、参考成品目录，粗选平面尺寸2、验算局部承压3、验算支座承压强度4、粗选支座高度计算所需橡胶片总厚度参考成品目录，分别选定橡胶和加劲钢板的层数、层厚，并满
9、足规范要求 支座总厚度；6、验算偏转；7、验算抗滑稳定；8、根据成品目录，确定成品型号。第21页/共30页22属于2-3板式橡胶支座的改进普通板式橡胶支座，因水平变位量（剪切变形）小而不能适应长桥的变形需要。四氟板式橡胶支座普通板式橡胶支座表面，粘贴一层四氟乙烯板，梁底支座板下，粘贴一层不锈钢板，四氟乙烯板与不锈钢板的摩阻力很小，梁端底面与支座表面能够产生相对滑动。满足了大变位需要。第22页/共30页23三、盆式橡胶支座构造特点：1）承压橡胶板处于有侧限受压（三向）状态，承压能力大幅度提高。2）填充的四氟乙烯板与不锈钢板的低摩阻力，能提供很大的纵向变位。适用于：主要用于超静定结构，如，连续梁桥
10、、刚构桥、大跨度拱桥等。第23页/共30页24盆式橡胶支座一般构造示意第24页/共30页25盆式橡胶支座的成品选配简介1、选型验算的主要内容 1）盆环最大环向拉应力。2）固定支座：上支座板与下支座盆环之间的接触应力。3）接触面局部承压。2、成品选配 1）系列产品 系列：GPZ（中交规院）、铁科院（TPZ1）吨位：竖向承载力1000kN50000kN，近40个级别；代号：单向活动DX、双向活动SX、固定GD、固定抗震GDZ）2）地区适用性：温度、抗震 3）承载力选配：最大反力（结构计算）（1+5%）容许承载力（成品）最小反力（结构计算）80%）容许承载力（成品）并非吨位越大越好，要注意成品的最低
11、适合承载力过大不利于自由变位。第25页/共30页26四、其他支座4-1 简易垫层支座1）适用跨径：10 m；2）力学特点：不区分固定、活动支座；与静力图式相差较大。3）其它缺陷：变位小，接触面易拉裂。4）构造处理措施：接触面局部加强，墩台顶部削角、顶面前倾等。4-2 弧形钢板支座 1）适用于：跨径10 20m，吨位60 kN;2）变位机理：角位移平板沿弧面转动；线位移上下支座板相对滑移。3）缺陷：摩阻力大、变位小，接触面易拉裂。4）构造处理措施：上下支座板处局部加强。4-3 钢筋砼摆柱式支座 现阶段新建桥梁很少用。第26页/共30页27四、其他支座（续1）4-4 球型支座基于盆式橡胶支座发展而来；特点：多向活动（也可做成固定支座）；变位机理：线变位：同盆式橡胶支座；转动：球型板与球面板之间的滑动。适用于：曲线桥、宽桥、斜桥等。第27页/共30页28四、其他支座（续2）4-5 铅芯橡胶支座基于板式橡胶支座发展而来；特殊功能：抗震；隔震原理：1）阻尼：铅芯能改善橡胶板的阻尼性能；2）橡胶变形的恢复：铅芯的塑性变形之后，在温度环境中能逐渐复原，恢复其力学性能；第28页/共30页29四、其他支座（续3）4-6 拉压支座：通过拉力螺栓提供拉力。第29页/共30页30感谢您的观看。第30页/共30页