6桥梁支座.ppt

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1、桥梁工程,土木与建筑工程学院 道桥教研室,校级精品课程,镑峦惜什睫伏旭罐是近诽蔚锡擞耸牙买苹蹈衣尽塔鲜边贩窃籽褂斗添楷悯6 桥梁支座6 桥梁支座,第6章 支座 6.1 概述,第2篇 梁桥,支座的作用：1.把上部结构的各种荷载传递到墩台上；2.适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位（位移和转角）；3.使上、下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式。,旭镍畸那泣潜祥量眨绞医仅散歹扭追拈辐斋径瘫注枝闻吓恿夕毙馁缓眼乙6 桥梁支座6 桥梁支座,第6章 支座 6.1 概述,第2篇 梁桥,按受力特性分类：固定支座：传递竖向力，允许上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动。活动支座：多向活动

2、支座（纵向、横向均可自由移动）单向活动支座（仅一个方向可自由移动）,卓省切款诗锑伎肿哄疮盾盟袜量歇开继壁跨屑抓诉矫凡射矮匿韭业祸厂罢6 桥梁支座6 桥梁支座,1、简支、悬臂梁桥：一端固定，另一端活动。固定支座的布置原则：桥跨结构：使梁的下缘在制动力的作用下受压，例如布置在行车方向的前方。桥墩：使制动力的方向指向桥墩中心，使墩顶圬工在制动力作用下受压而不受拉。桥台：使制动力的方向指向堤岸，使墩台顶部圬工受压，并能平衡一部分台后土压力。,支座的布置,第6章 支座 6.1 概述,哇抉涣费枕东枕绰梅湿澈秦催桶卖各箔浙卓咏南枫聘昆厨溜栗滤标蛙牵菠6 桥梁支座6 桥梁支座,2、连续梁桥每联只设一个固定支座

3、。为避免梁的活动端伸缩缝过大，固定支座宜置于每联的中间支点上。若墩身较高，则应考虑避开，或采取特殊措施，以避免墩身承受水平力过大。,第6章 支座 6.1 概述,嵌岔仪经久琴瞅瘪衡灿聊寞饰蚀枪涛廉蠢焚丰平茫简静熙觉盅堑条的萎弄6 桥梁支座6 桥梁支座,说明：1、固定、活动支座的布置应以有利于墩台传递纵向水平力为原则。,2、宽桥、弯桥、震区桥3、拉压支座,平坡时，固定支座宜设在主要行车方向的前端。,第6章 支座 6.1 概述,湿耳外兽呐之韵鸯低骡屿镊碰燃蚂杖文敬饲力广恐潘嫉怖夯孙格欠鲤裁镐6 桥梁支座6 桥梁支座,6.2 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：,简易支座,弧形钢

4、板支座,橡胶支座,板式橡胶支座盆式橡胶支座,抡疽弟翠逼卤历开乔宫泡跳缎伤百最泥待碴成褂菇郡鳞医惯胆俄咽聚综躺6 桥梁支座6 桥梁支座,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。,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,6.2 支座的类型和构造,雷淑哑膘检印可片病卿娇蜕募弟劳林秧与酷纤菏娇矾狼痈毗昌敞讯乖浩筐6 桥梁支座6 桥梁支座,一、简易支座 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10m的板梁桥。在支座部位的梁端和墩台顶面布设钢筋网加强。,6.2 支座的类型和构造,究敦喷湍府刘灼毫渔

5、捅陨鸟填织练阁蚕竹钻耶陌析挪橙尊市蚀曾芯毅县正6 桥梁支座6 桥梁支座,构造简单、加工方便、节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便适应任意方向的变形（宽桥、曲线桥和斜桥）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。,四、橡胶支座,6.2 支座的类型和构造,照盐缕睛邑疏寿加陀对柒葛脾边职进闺铸劫肿炮骚虐捍翱追琅栏浸允锯炽6 桥梁支座6 桥梁支座,1、板式橡胶支座,适用条件：30m以下中、小桥梁最常用的支座形式之一，主要用于混凝土梁变位机理：不均匀压缩实现转角变位；剪切变形实现水平位移。,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,6

6、.2 支座的类型和构造,规膨删腑秦胞帛记惋瘦藩酿垮闪搜癸镍许善氢瘩暑臼凡诵搜彼女羔悯蜀璃6 桥梁支座6 桥梁支座,目前常用板式橡胶支座材料选用：氯丁橡胶（-2560）天然胶（-3560）三元乙丙胶（-4060）（1）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,6.2 支座的类型和构造,颈连轿瘟果目玲蛮潘时袖效类曲葬焙镭虏皑掖土酣粘逃冈镜饭狠棵踢禹琳6 桥梁支座6 桥梁支座,有加劲层的板式橡胶支座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)支承反力：10010000kN，厚度：14mm（两层钢板）开始形状：矩形、圆形（斜桥或圆柱形墩

7、）,6.2 支座的类型和构造,崭责讣仗撬镣龄档枝兔柬伯斤熊境鉴凿掂后槛撒如嘘忿赶田钵宫逢媚媒称6 桥梁支座6 桥梁支座,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。,6.2 支座的类型和构造,笛佩翘诈皖吻房颊莎莉猛荫拢南绝两械冉雇宠期撤碱震蛮涂佣赃殊涸质天6 桥梁支座6 桥梁支座,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

8、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a5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%。,6.2 支座的类型和构造,克屈挞及草剪扣泡侈鄙帆镭践稍敢汐约荫国凳茸焊寓护第戮阑群薄书娟沼6 桥梁支座6 桥梁支座,2、聚四氟乙烯滑板式橡胶支座活动支座,构造：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）适用：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,6.2 支座的类型和构造,页专吾喇馁匈爷思授口惩疼素械悸诧射裤背核肪响隆吏铰寸坷屡寐辣页寻6 桥梁支座6 桥梁支座,3、球冠圆板式橡胶支座改进的圆板式橡胶支座,纯

9、橡胶制成球型表面（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,6.2 支座的类型和构造,琵汁吸和靳黎琐哆而御箍陆骸膏溪渠萝和被绰窜朗遭套锋谤减源胚予妥朔6 桥梁支座6 桥梁支座,坡型板式橡胶支座,几种特殊的板式橡胶支座,6.2 支座的类型和构造,救互舍婶杏掩浴空驾盲齿俗抬彰烂纫瞻诚擂昭传甸簿谎痪陋侈典弯街透檬6 桥梁支座6 桥梁支座,铅芯橡胶支座,6.2 支座的类型和构造,钥舒阵遁厅正镍钠稳敞匝良懊吴寄务肉焰烧乔鹅楷贪鸽辐芯肚徘用陶刺伎6 桥梁支座6 桥梁支座,拉压支座,6.2 支座的类型和构造,抚卷酬未堰垣唇岂饵呐铺舜妒鸦绚笺莽赞吓糖坟眯萌回向凯著捂堪瘦胀侩6

10、桥梁支座6 桥梁支座,4、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。,6.2 支座的类型和构造,敬趣亏碴憨庚直嚏倒命时驼急卉艇骡糕祷细阁匈因涕纬脉绵着党娄檀缮膊6 桥梁支座6 桥梁支座,构造组成：,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

11、7.钢紧箍圈8.密封胶圈,6.2 支座的类型和构造,妊位鄙蒸糙顶俭言括奉齐天迄焰毗鼓培钩跋叮众赡龚幼副险苟阮宣泰却睛6 桥梁支座6 桥梁支座,6.2 支座的类型和构造,娟嫩赊碰园饮独莆哺怕丰悼踩骏夕犁怪八呛照婶扫巨侍慷甭恕裔刹拼合雕6 桥梁支座6 桥梁支座,变形机理：橡胶板 承压和转动；聚四氟乙烯板和不锈钢板 水平位移 注：还可分为：固定、多向活动、单向活动 与板式橡胶支座相比有哪些特点：（1）变形机理（2）橡胶处于有侧限受压状态 承载能力高（1000kN50000kN）（3）聚四氟乙烯板和不锈钢板间摩擦系数小（=0.06）水平位移量大（+40mm+250mm）（4）转动灵活（40）特别适用于

12、大跨径桥梁,6.2 支座的类型和构造,瞳藤将噪稽叹宝智硒试哀卜叹信替划完礁咋祷礁层辉韶汞晾沿堰蓖英夹痴6 桥梁支座6 桥梁支座,固定与滑动盆式橡胶支座,多向活动支座（DX）,6.2 支座的类型和构造,酥坪蹄骡忻搁懊债实墩畸集锗柑东钻断卞茁右绥盘喀梳喷建揭讳呵迹芒赔6 桥梁支座6 桥梁支座,纵向活动支座（ZX）,6.2 支座的类型和构造,颗纫酱都杰佑琉萧币郧熙幂附仑柴边革除卢娇铅豌涉蝗缮包抄瘴扎迹椭刮6 桥梁支座6 桥梁支座,固定支座（GD）,6.2 支座的类型和构造,鹊截坞刘焚秀堕拔唉舟姚僻载残锌洽泄成棱曙蔼舷嫉蒋诸搬融稍晒吮枉绸6 桥梁支座6 桥梁支座,构造：,特点：受力均匀，转动量大适用：

13、特别适合于曲线桥、宽桥和斜桥，低温地区。,5.特殊的盆式橡胶支座 盆式球型支座,6.2 支座的类型和构造,半郁手晨凯如酣吾瑚讫减莱稍袭拔川傍醚绞媚梧晃罪恢宁皂京努库韩哮槛6 桥梁支座6 桥梁支座,QGZ球型钢支座,6.2 支座的类型和构造,坝屠欠卷帘管洒哥旱散萍眺柯弟访阮灸滤爹止瑟境姻奶醚颜患惧秧址翠骚6 桥梁支座6 桥梁支座,QGZ 球型钢支座,6.2 支座的类型和构造,魄憾络壤耗刻匝餐堰哆磨脓版煽租饿陆墒苫板孕荐贼芯挝渴泣叛映稿椿窖6 桥梁支座6 桥梁支座,减震支座（改进的盆式橡胶支座）这种支座适用于设计支反力在 400kN 3600kN 内 的 各 类 梁式桥，特 别是 跨度2 0 m以

14、上的公路梁式桥。减震器和侧摩擦板组成水平减震消能系统。,6.2 支座的类型和构造,固鬃盂颜嗜微哇董站菩戒较潍扑埠熔蛾怂硬镰署委赣胃报徐甜费葱议材门6 桥梁支座6 桥梁支座,四、成品盆式橡胶支座的选配、成品盆式橡胶支座的系列 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

15、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。,6.2 支座的类型和构造,挟邀这规邮盐粘欢骄俐蚂钥前脚睫郴灸涧隧悸学院走气管伶滋浴挂娟攫蓝6 桥梁支座6 桥梁支座,、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。,6.2 支座的类型和构造,局粗汛乓哎登虞紧乔垛噶俭吕询烈座殊匀恰常橱网窖簇肺氟蒜阿焊葱灸惩6 桥梁支座6 桥梁支座,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

16、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。,6.2 支座的类型和构造,帛筒亡假疆冉让霹父蛀饯见缩悼又输压也硒一蹲稍炽栗贪猾阔担殃娘吸嚏6 桥梁支座6 桥梁支座,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

17、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。,6.2 支座的类型和构造,悯铝牧坊酷翔黎饮酶儒辉诲碉君溃某芋渤恭磕住体矫扫栽揭军蛮擎高撞衣6 桥梁支座6 桥梁支座,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

18、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，则磨擦系数将会增大。,6.2 支座的类型和构造,敦右诉糖逊魏兄胯负搀她仰垃刃义筷睹棋锚扛养虱赋矗剿落谍瞬嘻粗泊片6 桥梁支座6 桥梁支座,支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储备，比如计算得到一个支座的最大反力为4100，最小反力为3700，那就选用承载力为4000的支座，这是因为4000支座的允许支反力变化范围是32004200，不要从更安全的角度考虑加大支座的承载力而选用5000的支座。因为5000支座最低合适的承载力是4000，而最小支反力3700已小于此值，故不适宜选用。虽然我们规定最大反力，不超过容

19、许承载力的5%，但支座实际的安全系数一般在5以上。,6.2 支座的类型和构造,腰此斑邯皂辩尖说白肚秽杀嗣忠阻粉空桓尺班妨芯征咬货莆碑驯践屋嚏椽6 桥梁支座6 桥梁支座,一、支座受力特点作用在支座上的竖向力有结构自重的反力。在计算汽车荷载支座反力 时，应计入冲击影响力。当支座可能出现上拔力时，应分别计算支座 的最大竖向力和最大上拔力。直线桥梁的支座，一般仅需计入纵向水平力。斜桥和弯桥的支座，还需要考虑由于汽车荷载的离心力或其它原因如风力等产生的横向水平力。,6.3 支座的计算,扇捐朗盗葡锅铱硅孽躬光嵌酞窄用稚逛诵偏曙蔚杂憎件獭淀蘑银旬步摹鲁6 桥梁支座6 桥梁支座,汽车荷载产生的制动力，应按照公

20、路桥涵设计规范要求，根据车道数 确定。刚性墩台各种支座传递的制动力，按规范中的规定采用。其中，规定每个活动支座传递的制动力不得大于其摩阻力；当采用厚度相等的板式橡胶支座时，制动力可平均分配至各支座。对于梁桥，地震地区桥梁支座的外力计算，应根据设计的地震烈度，按的规定进行计算和组合。,6.3 支座的计算,烹水涉钙骨剑膝茧嚣留拱斩诣嗜猜界武艾贡禁乡譬祟惦懈闹钦置姨惑搽紧6 桥梁支座6 桥梁支座,二、板式橡胶支座的设计计算,（一）支座尺寸确定,根据橡胶支座和支承垫石混凝土的压应力不超过它们相应容许承压应力的要求，确定支座平面面积。在一般情况下，面积由橡胶支座控制设计：,支座平面尺寸,对于橡胶板,对于

21、混凝土,6.3 支座的计算,匙害背期翘赐秋皮润庆宴洞无洪蕴誉泪癌譬污琐撰孪危苑撼赣怖捆寄侦态6 桥梁支座6 桥梁支座,支座厚度,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：,a,h,由,有,h=橡胶片总厚度 t+薄钢板总厚,6.3 支座的计算,篇蝉烟乱袋戴桅凸佣肄封象舌诵夏梭否怕硫匪捂扯拉坡讥匿榨泽疾函宵玩6 桥梁支座6 桥梁支座,-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。当跨径为L的简支梁

22、桥两端采用等厚橡胶支座时，因温度变化每个支座承担的水平位移可取简支梁温变变形的一半，,6.3 支座的计算,环迢呐选鼻铀戎滦蠢峰寅债者狈趣穗拙毡垒痒赶擞短烘丸笔息伊蛔竹劫俐6 桥梁支座6 桥梁支座,-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,A-橡胶支座的面积。,G-橡胶的剪切模量，,桥规规定：,6.3 支座的计算,桐禄苫惩霉哪浩姿澜娘椎褒仑宇她勤翅效包词手找孟初窍沥持跋惩肖篮涎6 桥梁支座6 桥梁支座,（二）支座偏转与平均压缩变形验算,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

23、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,式中：Ee-橡胶支座的抗压弹性模量。Eb-橡胶弹性体体积模量。,6.3 支座的计算,琐恢趋律阀度晃命凝共庞叛司紫锭逼仙炎感歼阿癣孔纲嘴娜壁篆块雍争滑6 桥梁支座6 桥梁支座,所以 桥规规定：,6.3 支座的计算,遍绅肾微手兑搜传衬沤欺颈骡甘趣通湾棕彰支承翁了买申氛例魄劳窥炭寇6 桥梁支座6 桥梁支座,（三）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：,6.3 支座的计算,穴消畔跺撂弗姻

24、獭估巷野淑吨柑住捐船让氏蒋人爹我判闻棠耪梧坤销汇腿6 桥梁支座6 桥梁支座,无活载作用时,有活载作用时,-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；与钢板的摩阻系数采用0.2；,-活载制动力分在一个支座上的水平力；,6.3 支座的计算,刺真宦界宗骨卞踪便藤箭刚进周伺阴蹄呀庆钙柄眶矫舌卑灾桩船姑柯裤操6 桥梁支座6 桥梁支座,（四）成品板式橡胶支座的选配 成品的板式橡胶支座早已形成系列，故在一般情况下，没有必要自行设计支座，只需根据标准成品支座的目录，选配合适的产品。我国交通部颁布的成品板式橡胶支座代号表示方法，按交通部JT标准第5.1条有这样几项代码组成：名称、型式、规格及胶种。如GJZ30040047(CR)，表示公路桥梁矩形、平面尺寸300400、厚度为47的氯丁橡胶支座；又如GYZF430054(NR)，表示公路桥梁圆形、直径300、厚度为54、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。另外，除常用支座外，还有一些特制支座，如同济大学桥梁工程系研制的球冠支座、抗震支座等。,6.3 支座的计算,慰汤俞倍镁坡抢过换且录栽卿捕礼袄雨逮示狭粹翅乳孽登搏从滴怜捅软休6 桥梁支座6 桥梁支座,