梁式桥的支座

桥梁工程梁式桥的支座桥梁与结构教研室:李林教学目的和任务重点与难点1．掌握桥梁支座应满足的要求；2．熟悉板式橡胶支座的构造；3．掌握矩形板式橡胶支座的计算方法；4．了解盆式橡胶支座的构造。1．板式橡胶支座和盆式橡胶支座的构造；2．板式橡胶支座的计算。问题：1、桥梁是由那几部分组成的？2、支座有何作用？常用类型？如何选用、布置、安装？上部结构桥墩桥台基础传力装置－支座本次课内容：§6－1桥梁支座概述§6－2支座的类型及构造重点：1）支座设置及布置2）板式、盆式橡胶支座（选配）3）支座的选用参考资料：庄军生《桥梁支座》中国铁道出版社JT391-1999《公路桥梁盆式橡胶支座》JT／T4－2004《公路桥梁板式橡胶支座》JT／T663－2006《公路桥梁板式橡胶支座规格》小论文橡胶支座的选用参考资料：JT391-1999《公路桥梁盆式橡胶支座》JT／T4－2004《公路桥梁板式橡胶支座》JT／T663－2006《公路桥梁板式橡胶支座规格》庄军生《桥梁支座》中国铁道出版社要求：分析全面，引用资料正确，条理清楚，独立完成。桥梁支座图例第一节支座概述桥梁支座•支座的作用1传递上部结构的荷载；2保证结构自由变形，使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式。简支梁桥的静力图式桥梁支座•对支座的要求1必须具有足够的承载能力；2对变形的约束应尽可能的小；3便于安装、养护、维修甚至进行更换。桥梁支座•支座设置1简支梁桥：一端设固定支座,一端设活动支座；2多跨连续梁：每联中一个桥墩设固定支座，一般位于中间桥墩，其余墩台设活动支座；3悬臂梁桥：锚固跨一侧设固定支座，另一侧活动支座；4T构桥挂孔：按简支梁处理；5悬臂梁和连续梁:特殊情况下需设置拉压支座。简支梁桥连续梁桥悬臂梁桥T构桥挂孔桥梁支座•固定、活动支座布置固定、活动支座的布置应有利于墩台传递纵横向水平力。1坡桥：将固定支座布置在标高低的墩台上；2宽梁桥：应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座；3多跨简支梁桥：相邻两跨的固定支座不宜集中布置在一个桥墩上；但若个别墩较高，可在上面布置相邻两跨的活动支座；4连续梁桥：固定支座布置在靠近桥跨中心；若中间墩较高或地基受力较差时，可根据情况将固定支座布置在靠边的其它墩台上。坡桥多跨简支梁桥连续梁桥第二节支座的类型及构造桥梁支座的分类•按受力特性分类1固定铰支座:承担顺、横桥向水平力和竖向力，保证支承处主梁转动；2活动铰支座:只承担竖向力，保证支承处主梁转动、水平移动。•按容许变形的可能性分类1单向活动支座：约束一个方向的水平位移（横桥向）；2双向活动支座：容许顺、横桥向水平位移；3固定支座：约束顺、横桥向的水平位移。支座的类型1.简易垫层支座2.板式橡胶支座3.盆式橡胶支座4.弧形钢板支座5.钢筋混凝土摆柱式支座6.球形钢支座2.1带加劲层的板式橡胶支座2.2坡形板式橡胶支座2.3球冠形板式橡胶支座2.4聚四氟乙烯滑板式橡胶支座2.5铅芯橡胶支座2.6拉压橡胶支座1.简易垫层支座•适用条件铁路：lb≤4-5m公路：lb＜10m•构造几层油毛毡或石棉（≮1cm）•特点①不区分固定、活动支座；②与静力图式相差较大；③摩阻力大，变位小，接触面易拉裂。☻处理措施：接触面局部加强，墩台顶部削角等2.板式橡胶支座•适用适用于跨度小于30m、位移量较小的桥梁；正交桥用矩形支座；弯、坡、斜、宽桥用圆形支座。•变形机理转角：橡胶片不均匀压缩水平位移：橡胶片剪切变形2.板式橡胶支座氯丁橡胶：-25℃~＋60℃（CR)天然橡胶：-35℃~＋60℃（NR)三元乙丙胶：-40℃~＋60℃（EPDM)•板式橡胶支座橡胶材料：☻说明：板式橡胶支座无固定与活动之分,可采用高度不同的橡胶板来调节各支座传递的水平力和位移。•特点适应任意方向的变形；橡胶的弹性能消减上、下部结构所受的动力作用，对于抗震十分有利。2.1带加劲层的板式橡胶支座•特点采用薄钢板或钢丝网作为加劲层以提高竖向承载能力。厚度：21~194mm形状：矩形、圆形承受荷载：≯5000KNlalbt2.1带加劲层的板式橡胶支座•板式橡胶支座安装为保证工程安装质量以及安装、调整和更换支座的方便，都必须在墩台顶设置支承垫石。桥梁纵坡≤1%：1）在梁底与支座之间设置楔形钢板；2）将支座垫石制成斜坡状；3）将梁端底面制成斜坡状。桥梁纵坡＞1%时：1）应采取措施予以调整使支座保持水平；2）采用坡形板式橡胶支座。1.梁底与支座之间设楔形钢板2.支座垫石做成斜坡状3.梁端底面做成斜坡状2.2坡形板式橡胶支座调节桥梁坡度，使支座受力均匀，无应力集中，无脱空现象；适宜梁底有坡度的情形，坡度1%~4%。2.2坡形板式橡胶支座•坡形板式橡胶支座安装梁坡形支座厚度差＞5mm支座垫石加劲钢板坡形加劲钢板平加劲钢板坡形支座厚度差≤5mm梁支座垫石2.3球冠形板式橡胶支座•构造特点顶部增设纯橡胶球冠（高4～13mm），接近于“点支承”；利用顶部的橡胶球冠，来调整受力的中心位置,可克服安装所产生的偏压、脱空现象，简化安装工艺；•适用：有纵、横坡3-5%的弯斜、曲线桥梁。2.4聚四氟乙烯滑板式橡胶支座•构造普通橡胶支座+聚四氟乙烯板(2~4mm)；梁底设不锈钢板（加硅脂μf=0.06，低于-25℃时0.078）•适用：大跨度简支梁、桥面连续的桥梁和连续梁桥；顶推施工滑板。2.5铅芯橡胶支座•隔震原理基于板式橡胶支座发展而来,在板式橡胶支座的中心竖直的压入99.9%的铅芯形成。•特殊功能：抗震，通过支座限制和吸收传入结构的地震能。1）阻尼：铅芯能改善橡胶板的阻尼性能,增大能量损失,从而使振幅逐渐减小；2）支座变形的恢复：铅芯塑性变形之后，在温度环境中能逐渐复原，恢复其力学性能。2.6拉压橡胶支座•特点不仅承受压力,而且还能承受拉力,拉力通过拉力螺栓提供。•适用连续梁桥、斜桥，悬臂梁锚固端。3.盆式橡胶支座•构造特点氯丁橡胶块放置在钢制的凹形金属盆内，橡胶处于有侧限受压状态，提高支座的承载能力。•构造组成上支座板、不锈钢板、聚四氟乙烯板、钢衬板、密封圈、橡胶块、下支座板（盆）。转动——橡胶块不均匀压缩；水平位移——聚四氟乙烯板和不锈钢板之间滑动。•支座变形机理3.盆式橡胶支座•支座特点橡胶处于有侧限受压状态—承载能力高；聚四氟乙烯板和不锈钢板间摩擦系数小—水平位移量大；转动灵活—适用于大跨径桥梁。3.盆式橡胶支座•适用转角变形≮0.02rad顺桥向变形0~300mm横桥向变形0~50mm•盆式橡胶支座的选配①系列产品：系列：GPZ（中交规院）、TPZ－1（铁科院）；吨位：GPZ系列竖向承载力800～60000kN，31个级别；代号：单向DX、双向SX、固定GD、固定抗震。3.盆式橡胶支座②地区适用性：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。A、常温型支座：适用于-25℃～+60℃。(氯丁橡胶)B、耐寒型支座：适用于-40℃～+60℃，代号为F；(天然橡胶或三元乙丙橡胶)GPZl5SXF：GPZ系列中设计承载力为15MN双向活动耐寒型盆式支座15000KN竖向承载力GPZ35DX：GPZ系列中设计承载力为35MN单向活动常温型盆式支座3.盆式橡胶支座③各种成品支座类型的合理选配首先考虑容许转角及能承受的水平推力能否满足要求。GPZ、TPZ-1系列支座一般均能满足,转角特大时可采用球型盆式支座。JT391-1999《公路桥梁盆式橡胶支座》规定：固定支座：各方向的水平承载力≮竖向承载力的10％单向活动支座：非滑移方向水平承载力≮竖向承载力10％抗震型支座：水平承载力≮竖向承载力的20％。3.盆式橡胶支座④承载力选配：支座最大反力≯（1+10%）设计承载力（成品）支座最小反力≮80%设计承载力（成品）成品支座设计承载力并非吨位越大越好，要注意成品的最低适合承载力，过大不利于自由变位。规定最小反力的目的：保证支座具有良好的滑移性能，因为聚四氟乙烯板的摩擦系数与压力成反比，如果低于规定的数值，则摩擦系数将会增大。选用：设计承载力为4000kN的盆式支座如：某大跨径梁式桥，支座最大反力4100kN，最小反力3700kN；错误：不要从更安全的角度而选用5000kN的盆式支座。支座允许反力范围：3200～4400kN1支座最大反力≯（1+10%）设计承载力2支座最小反力≮80%设计承载力（最低适合承载力）3成品支座设计承载力并非吨位越大越好，要注意成品的最低适合承载力，过大不利于自由变位。3.盆式橡胶支座原因：5000kN支座最低合适承载力是4000kN，而最小反力3700kN＜4000kN，故不适宜选用。√选择支座型号（规格）公路等级、上部结构型式、桥梁跨径支座反力、梁体变形力学计算确定支座的类型验算受力、变形、尺寸是否满足要求是验算结束否大跨度连续梁桥：盆式橡胶支座中小跨度公路桥：板式橡胶支座支座的选用本次课内容小结：1）支座的设置及布置2）板式橡胶支座3）盆式橡胶支座（选配）4）支座的选用①确定支座反力、梁体变形；②确定支座的类型；③选择支座型号（规格）；④对所选支座进行验算。①系列产品：GPZ、TPZ－1②地区适用性③各种成品支座类型的合理选配④承载力选配①带加劲层的板式橡胶支座②坡形板式橡胶支座③球冠形板式橡胶支座④聚四氟乙烯滑板式橡胶支座⑤铅芯橡胶支座⑥拉压橡胶支座要求：1.字数在1000字左右。2.A4纸打印或手写。3.下周第一次课后上缴，记入平时成绩。小论文橡胶支座的选用TheEnd问题：1、如何选用桥梁支座？上次课内容回顾：1）板式橡胶支座2）盆式橡胶支座（选配）3）桥梁支座的选用1.1带加劲层的板式橡胶支座1.2坡形板式橡胶支座1.3球冠形板式橡胶支座1.4聚四氟乙烯滑板式橡胶支座1.5铅芯橡胶支座1.6拉压橡胶支座盆式橡胶支座的选配①系列产品：GPZ、TPZ－1②地区适用性③各种成品支座类型的合理选配④承载力选配选择支座型号（规格）公路等级、上部结构型式、桥梁跨径支座反力、梁体变形力学计算确定支座的类型验算受力、变形、尺寸是否满足要求是验算结束否大跨度连续梁桥：盆式橡胶支座中小跨度公路桥：板式橡胶支座支座的选用本次课内容：1）板式橡胶支座表示方法（补充）2）成品板式橡胶支座的选配（补充）3）板式橡胶支座的安装要求（补充）4）板式橡胶支座计算（新规范）重点：板式橡胶支座的选配及安装板式橡胶支座计算参考资料：JT／T4－2004《公路桥梁板式橡胶支座》JT／T663－2006《公路桥梁板式橡胶支座规格》JTGD60－2004《公路桥涵设计通用规范》JTGD62－2004《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》板式橡胶支座脱空图片板式橡胶支座破坏图片支座垫石图片1.板式橡胶支座表示方法•板式橡胶支座表示方法：abcda、名称代号GJZ：表示公路桥梁矩形支座；GYZ：表示公路桥梁圆形支座；TBZ：表示铁路桥梁板式支座。b、形式代号F4表示聚四氟乙烯滑板式支座；不加代号为普通支座；公路桥梁圆形、1.板式橡胶支座表示方法c、外形尺寸矩形:la×lb×δ（mm）,圆形:d×δ（mm）d、橡胶分类氯丁橡胶(CR)、天然橡胶(NR)、三元乙丙橡胶(EPDM)GYZF430054(NR):•板式橡胶支座表示方法：带聚四氟乙烯滑板天然橡胶支座。直径300、厚度为54、GJZ30040047(CR):GJZ30040047(CR):公路桥梁矩形、平面尺寸300×400、厚度为47的氯丁橡胶支座。2.板式橡胶支座的选配成品板式橡胶支座已形成系列，一般情况下无需自行设计支座，只需根据支座成品目录，选配合适的产品。1）选用板式橡胶支座时，支座的最大承载力应与桥梁支点反力相吻合，其容许偏差范围宜为±10%。2）弯、坡、斜、宽桥梁宜选用圆形板式橡胶支座。正交桥梁采用矩形支座；公路桥梁不宜采用球冠板式橡胶