桥梁支座的作用及布设原则
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桥梁支座的作用及布设原则
一、桥梁支座的作用和要求支座设置在桥梁的上部结构与墩台之间,它的作用是:
(1)传递上部结构的支承反力,包括恒载和活载引起的竖向力和水平力;(2)保证结构在活载,温度变化,混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形,以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式。二,、桥梁支座的分类1、按其变位的可能性固定支座活动支座固定支座传递竖向力和水平力,允许上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动；活动支座则只传递竖向力,允许上部结构在支座处既能自由转动又能水平移动。活动支座又可分为多向活动支座(纵向,横向均可自由移动)和单向活动支座(仅一个方向可自由移动)。、
2.按材料分简易支座钢支座钢筋混凝土支座橡胶支座特种支座(如减震支座,拉力支座等)
三、桥梁支座的布置原则
(1)对于有坡桥跨结构,易将固定支座布置在标高低的墩台上(2)对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥,为使全粱的纵向变形分散在梁的两端,宜将固定支座设置在靠近桥跨中心;但若中间支点的桥墩较高或因地基受力等原因,对承受水平力十分不利时,可根据具体情况将固定支座布置在靠边的其它墩台上(3)对于特别宽的梁桥,尚应设置沿纵向和横向均能移动的活动支座。对于弯桥则应考虑活动支座沿弧线方向移动的可能性。对于处在地震地区的梁桥,其支座构造还应考虑桥梁防震的设施,通常应确保由多个桥墩分担水平力。固定支座和活动支座的布置,应以有利于墩台传递纵向水平力为原则。(1)对于桥跨结构,最好使梁的下缘在水平力的作用下受压,从而能抵消一部分竖向荷载在梁下缘产生的拉应力。(2)对于桥墩,应尽可能使水平力的方向指向河岸,以使桥墩顶部在水平力作用下不是受拉。(3)对于桥台,应尽可能使水平力的方向指向桥墩中心,以使桥台顶部受压,并能平衡一部分台后土压力。四、桥梁支座布置注意事项:
桥梁支座的布置方式,主要根据桥梁的结构形式及桥梁的宽度确定.简支梁桥一端设固定支座,另一端设活动支座.铁路桥梁由于桥宽较小,支座横向变位很小,一般只需设置单向活动支座(纵向活动支座)，公路T形梁桥由于桥面较宽,因而要考虑支座横桥向移动的可能性；即在固定墩上设置一个固定支座,相邻的支座设置为横向可动、纵向固定的单向活动支座,而在活动墩上设置一个纵向活动支座(与固定支座相对应),其余均设置多向活动支座。连续梁桥每联只设一个固定支座。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。但若该处墩身较高，则应考虑避开或采取特殊措施，以避免该墩身承受水平力过大。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能性，通常宜采用球面支座，且为多向活动支座；此外,曲线箱梁中间常设单支点支座,仅在一联梁的端部(或桥台上)设置双支座,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。当桥梁位于坡道上时，固定支座应设在较低一端，以使梁体在竖向荷载沿坡度方向分力的作用下受压，以便能抵消一部分竖向荷载产生的梁下缘拉力，当桥梁位于平坡上时，固定支座宜设在主要行车方向的前端。桥梁的使用效果与支座能否准确地发挥其功能有着密切的关系，因此在安放支座时，应使上部结构的支座位置与下部结构的支座中线对中 ，但绝对的对中是很难做到的，因此要注意使可能的偏心在允许的范围内，不致影响支座的正常工作。正确地确定支座所承受的荷载和活动支座的位移量，关系到支座的使用寿命。一般而言，固定支座除承受竖向压力外，还必须能承受水平力，其中包括可能产生的制动力、风力、活动支座的摩阻力 、主梁弹性挠曲对支座的拉力等，这些水平力总是应当偏大地取用，且要求支座伸至上、下部结构中进行锚固或销结。对于弯、斜和宽桥，支座的受力比较复杂,需要认真从三个坐标方向去研究，即使是在同一支座位置，不同的部位在受力上可能会有很大的差别。位移量的计算要考虑各种可能出现的工况。(1)对温差产生的位移 要有足够的估计。(2)桥梁的挠曲,基础的不均匀沉降都会产生纵向位移,对于高桥墩,墩顶位移可通过活动支座上的挡块加以限制,它能使基底反力变化,并且阻止不均匀沉降;(3)由于一些不可估计的因素,通常计算的位移量宜乘以1.3左右的安全系数 。梁桥支座的支承面一般是水平的。
第二节 桥梁支座的类型和构造
一、简易垫层支座简易支座是指在梁底和墩台顶面之间设置垫层来支承上部结构.垫层可用油毛毡,石棉板或铅板等做成,利用这些材料比较柔软又具有一定强度的特性来适应梁端比较微小的转动与伸缩变形的要求,并承受支点荷载.固定的一端,加设套在铁管中的锚钉锚固.锚钉预埋在墩台帽内.简易支座仅适于跨度10m以下的公路桥和4m以下的铁路板桥.由于这种支座自由伸缩性差,为避免主梁端部和墩台混凝土拉裂,宜在支座部位的梁端和墩台顶面布设钢筋网加强。
二、钢支座1、铸钢支座2、特殊钢支座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的。特点:承载能力强,能适应桥梁的位移和转动的需要，目前仍广泛应用于铁路桥梁。钢支座常用的有铸钢支座和特种钢支座。1. 铸钢支座(1)平板支座(2)弧形支座(3)摇轴支座(4)辊轴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,是一种传统形式的支座。各类支座基本上都由可以相对摆动的。所谓上、下摆组成.摇轴与辊轴支座还包括摇轴(可以看作下摆),辊轴与底板。&
三、钢筋混凝土支座1. 钢筋混凝摆柱式支座钢筋混凝土摆柱式支座可用于跨径大于或等于20m的公路梁桥,或跨径大于13m的公路悬臂梁桥的挂孔.它的水平位移量较大,承载力为5500kN左右,摩阻系数为0.05.钢筋混凝土摆柱放在梁底与支承垫石之间,它的上下两端各放弧形固定钢支座一座.摆柱由40~50号混凝土制成,柱体内一般按含筋率约为0.5%左右配置竖向钢筋,同时要配置水平钢筋网,以承受支座受竖向压力时所产生的横向拉力。2. 混凝土铰混凝土铰有各种类型.桥梁上常用弗莱西奈铰,它是利用颈缩部分混凝土的双向或三向应力状态而使其承压能力提高,并可沿铰竖向轴线作少量转动.混凝土铰是最简单,也是最便宜的中心可转动的支座。混凝土铰需要在铰颈上,下设置足以抵抗横向拉应力的钢筋,铰颈高度为铰颈宽度的1/2~1/3.铰颈部分应做成顺滑的抛物线形,铰颈两旁可用玛缔脂或沥青材料填塞.混凝土铰曾多次在大跨径桥梁中采用,支承反力可达10000kN.它的优点是支座高度小,构造简单,用钢量少;缺点是不能抵抗拉力,不能调整高度,转动量少,不便于更换和修理。
四、橡胶支座
橡胶支座与其它金属刚性支座相比,具有构造简单,加工方便,节省钢材,造价低,结构高度小,安装方便等一系列优点.此外,橡胶支座能方便地适应任意方向的变形,故对于宽桥,曲线桥和斜桥具有特别的适应性.橡胶的弹性还能消减上,下部结构所受的动力作用,这对于抗震也十分有利。在桥梁工程中使用的橡胶支座大体上可分为两类,即板式橡胶支座和盆式橡胶支座。(1)板式橡胶支座(2)盆式橡胶支座板式橡胶支座是仅用一块橡胶板做成的适用于中,小跨度桥梁的一种简单橡胶支座，它的活动机理是:利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角,利用其剪切变形实现水平位移。因橡胶与钢或混凝土之间有足够大的摩阻力(摩擦系数0.25~0.40)橡胶板与梁底和墩台顶之间一般无须连接.在墩台顶部,需铺设一层砂浆,以保证支座放置平稳。采用橡胶支座可以不设固定支座，所有水平力由各个支座均匀分担，必要时也可采用不等高的橡胶板来调节各支座传递的水平力。无加劲层的纯橡胶支座,由于其容许压应力甚小,约为3000kPa,故只适合于小跨径桥梁.常用的板式橡胶支座都用几层薄钢板或钢丝网作为加劲层，由于橡胶片之间的加劲层能起阻止橡胶片侧向膨胀的作用,从而显著提高了橡胶片的抗压强度和支座的抗压刚度,其抗压容许应力可以达到8~10MPa,而加劲物对橡胶板的转动变形和剪切变形几乎没有影响.加劲板式橡胶支座的承载能力可达kN,目前已广泛用于中、小跨度的公路及铁路桥梁。国内使用的橡胶以氯丁橡胶为主,也可采用天然橡胶。氯丁橡胶的使用温度不低于-25℃,天然橡胶不低于-40℃。盆式橡胶支座的一般构造当活动支座的位移量较大时,要使橡胶板产生相应较大的剪切变形,就必须增加橡胶板的厚度.这样一则多耗材料,再则支座不稳, 而且相邻支座厚度可能不一,车辆驶过时会产生高差,行车不顺。为克服这一缺点,可在用作活动支座的橡胶板顶面贴一片聚四氟乙烯板,再在聚四氟乙烯板与梁底之间垫上一块光洁度很高的不锈钢薄板.由于聚四氟乙烯板与 不锈钢板之间的摩阻力极小(摩擦系数小于 橡胶支座0.04)故可利用它们之间的滑动来满足活动座位移的需要。
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TA的最新馆藏[转]&[转]&[转]&[转]&[转]&对广西桥梁橡胶支座目前存在问题的思考_小宗师专辑：摘要:桥梁支座的主要功能是将上部结构的各种荷载传递给墩台,并能适应上部结构的荷载、温度变化、混凝土收缩等各种因素所产生的自由变形。文章介绍了橡胶支座的类型和结构特点,指出目前桥梁橡胶支座的生产和安装存在的主要问题及橡胶支座的质量检测项目与检测难点,并提出了生产和检验及使用橡胶支座的建议。关键词:桥梁支座设计;橡胶支座;检测标准;自由变形中图分类号:U443文献标识码:A文章编号:?(2-02桥梁支座设计在梁板式体系中主梁与墩台之间,其主要功能是将上不结构的各种荷载传递给墩台,并能适应上部结构的荷载、温度变化、混凝土收缩等各种因素所产生的自由变形(水平位移及转角)。使上下部结构的实际受力情况符合设计计算图式。橡胶支座与金属刚性支座相比,具有构造简单、加工方便、节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便等一系列优点,目前在桥梁工程中使用最为广泛的是板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球形橡胶支座。尤其在公路、铁路上应用层得更广、更多。应用研究中发现,桥梁上使用了橡胶支座,汽车、火车在行驶过程中有显著的隔震和减震效果,在刹车力作用下有明显的抗剪切变形能力。下面介绍这三种支座构造特点。一、橡胶支座的类型与构造特点(一)板式橡胶支座有圆形、矩形、四氟板式等几种类型,常用板式橡胶支座的主要构造特点:采用几层金属板作为加劲层,由于橡胶层之间的金属板能阻止橡胶层侧向膨胀,从而显著提高了橡胶层的抗压强度和支座的抗压刚度。金属板的厚度一般为2～3mm,中间橡胶层厚度5～10mm,主要根据设计要求而定。(二)盆式橡胶支座盆式橡胶支座有抗震型盆式固定橡胶支座和测力盆式橡胶支座两种。盆式橡胶支座的主要构造特点:(1)将橡胶块放置在钢制的凹形金属盆内,由于橡胶处于侧向约束状态,大大提高了支座的承载能力;(2)利用嵌放在金属盆顶面的四氟乙烯板与不锈钢滑板相对摩擦系数小的特性,来保证支座能满足桥梁水平位移的要求。梁的转动也通过盆内橡胶块的不均匀压缩来实现,对特大桥梁特别有利。测力盆式橡胶支座的构造特点是,在橡胶支座的胶块内部设置油腔,通过油路在支座体外测读支座反力。支座反力是通过力学计算确定的,实际工程的支座反力受众多不确定因素影响很难与理论值吻合,支座反力直接影响梁体和桥墩的受力状态,所以准确地测定支座反力对分析桥梁实际受力状态,保证安全使用有着重要的意义。(三)球形橡胶支座球形橡胶支座有固定支座和活动支座两种,是在盆式橡胶支座基础上经过改进发展起来的,主要优点是受力明确、承载力大、转动灵活、容许转角大等。主要适用于弯桥、坡桥和大跨度桥梁。二、目前橡胶支座在生产和安装中存在的问题在隆林至百色高速公路工程中的桥梁设计基本是板式橡胶支座,板式橡胶支座由多层均匀分布的橡胶与钢板叠合而成。其损坏损伤主要由于支座钢板边缘的剪应力引起。位于钢板边缘的胶层剪应力较大,容易造成胶层与钢板剥离,产生空穴。支座的损伤程度较高。近20年来在我国得以广泛应用,其质量优劣和工作应力直接影响着支座的作用、功能和桥梁结构的安全可靠度与使用寿命。根据调查发现,自产品标准?(JT/T4-93)及相应规格系列颁布以来,几乎每条高速公路上的橡胶支座都有不同程度的劣化,使用寿命远远低于设计寿命,现在已发展到未通车的在建桥梁的板式橡胶支座安装后就大量损坏。据了解,南宁市某一立交桥因支座出现问题,更换花了30多万元。影响质量的因素是多方面的,有施工质量方面的问题,也有支座生产厂家生产工艺的问题和选用原料(胶料、填充剂等)质量的问题。(一)目前橡胶支座生产中存在的问题由于橡胶支座的生产利润高,出现了一哄而上,生产厂家日益增多的情况。生产厂家多了,市场竞争就越发激烈,导致投标价格一路下滑。不少厂家为了占领市场而盲目降低成本,甚至采用再生胶生产,使产品质量每况愈下,令人忧虑。根据一检测中心的检测结果发现,当前橡胶支座存在的主要问题有:1.选用的橡胶材料和金属板材料的品种规格不规范,不遵守国家产品的标准规定。2.构造不合理,许多橡胶层厚度不均匀,金属板厚度层数不规范。3.制作工艺不合理,橡胶层与金属板粘接力不够。4.一些生产厂家不了解橡胶支座的技术性能,不懂生产工艺,盲目生产。产品质量极不稳定,不合格率呈上升趋势。若存在以上问题,橡胶支座质量就难以保证了。一旦安装到实际工程上,事故隐患不可避免。桥梁橡胶支座出现质量问题的原因很多,除了橡胶支座本身质量伪劣外,就是未经检验就使用,还有施工安装不规范?(四氟滑板与钢板之间有很多水泥砂浆),显然增加了支座摩擦力,设计上存在支座安装部位构造措施不合理等其他问题。(二)支座安装中存在的问题支座安装质量将直接影响支座的受力状态和耐久性。支座安装中常见的问题有:1.支座垫石与梁底支承楔块的位置、尺寸、标高的施工偏差过大。2.支座垫石混凝土顶不水平、不平整。3.支座垫石与梁底支承楔块内钢筋缺漏或保护层厚度过大。4.个别支座的规格型号与设计要求不完全相符。5.支座安装的位置与轴线位置偏差过大。6.支座上、下面未与梁底支承面、垫石顶面完全密贴或支座顶面不水平、支座顶标高的施工偏差过大,出现支座局部脱空、偏压、初始剪切变形过大等现象。7.四氟乙烯滑板与不锈钢滑板划伤、表面脏污、硅脂未注满,导致活动支座不滑动。三、橡胶支座的质量检测项目与检测难点质量检测项目主要是支座的外观、几何尺寸、力学性能、解剖检验(构造是否合理、橡胶层厚度、金属板厚度等)橡胶成分等。目前检测难度最大的有3项:1.极限承载力试验,目前国内大于10000kN的试验设备很少,对承载力大于10000kN的支座检测有一定困难。2.支座的水平力抗剪性能试验,要求伺服控制,投入大。3.橡胶的化学成分鉴别也有一定难度。这种检测橡胶的选用,对橡胶支座产品质量影响很大,交通部行业标准中现定了3种橡胶:氯丁胶、天然橡胶和三元乙丙胶,其中氯丁胶最好,不易老化,使用寿命长,但价格比天然胶贵1倍。由于目前投标采取的是低价中标政策,所以生产厂家多数选用天然胶,而天然胶比氯丁胶相对容易老化。有的还掺用很多再生胶,检测时很难判别。所以一定要坚持先检验后使用的原则,防患于未然。橡胶支座的主要力学性能:抗压弹性模量、抗剪弹性模量、水平抗剪倾角tga、不锈钢板摩擦系数、极限抗压强度等是支座进入施工现场后决定能否使用的重点检测指标。其检测规则和检测方法主要参照交通部行业标准(JT/T4-2004)执行,检测方法主要取决于合理的检测设备和检测人员的规范操作,防止误判。隆林至百色高速公路工程中桥梁比例很大,支座需要数量多,严格控制支座的质量对整个工程质量至关重要。为了确保支座的质量,除了要检测支座的外观、几何尺寸、力学性能、解剖检验(构造是否合理、橡胶层厚度、金属板厚度等)橡胶成分等之外,还要考虑以下三点:(1)随机性:避免送检支座与使用支座之间存在较大的质量差异;(2)保密性:避免生产厂家与检测单位出现通气的情况;(3)重复性:避免前期进场支座与中、后期进场支座存在质量差异。四、对桥梁橡胶支座使用的建议当前在大量应用橡胶支座的情况下,应特别重视橡胶支座产品质量,保证橡胶支座有20～30年的使用寿命。为此建议:1.橡胶支座应选用按国家颁布的产品标准和技术指标要求组织生产的。建议原料是采用氯丁胶,以便保证橡胶支座有较长的使用寿命。2.橡胶支座进入施工现场后,监理部门和施工单位应严格抽样检验,合格后方可使用。重视对橡胶支座成品含胶量及填充剂成分的检测。同时,增加抗剪粘结性能与老化后抗剪的交叉试验来检测支座是否含有再生胶。3.橡胶支座的检测应严格按交通部颁布的JT/T4-2004行业标准中的检验规则执行,检测设备及检验方法应规范,防止误判。4.橡胶支座的设计选用和施工安装是保证橡胶支座安全使用的重要环节,不可忽视。支座垫石及梁底支承楔块施工前应对测量放线进行复核,确保其施工控制线的精度满足要求。确保墩台顶与垫石的轴线位置、标高、垫石尺寸、平整度等方面的施工质量满足设计与规范要求;支座安装时使支座轴线与垫石上的支座设计位置中心线重合。支座安装前,应先将垫石顶面清理干净,确保垫石顶面无浮砂、灰尘、油污,然后在垫石上采用环氧树脂砂浆找平、坐浆,将支座及时安放在砂浆上,并采用水平尺检查支座的水平度,确保支座顶面水平。支座上加设的支承钢板外观应平整,无翘曲、变形、锈蚀、裂缝等现象,钢板还应刷防锈漆。参考文献[1]靳进钊.公路桥梁橡胶支座的设计与安装[J].交通标准化,2006,(5).[2]胡继德.桥梁橡胶支座安装中常见质量问题的预防[J].山西建筑,2005,(8).[3]周明华,葛宝翔.公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应用对策[J].土木工程学报,2005,(6).[4]庄军生.桥梁支座[M].北京:中国铁道出版社,2000.[5]公路桥梁板式橡胶支座(Jr,r4-2004)[S].[6]公路桥梁盆式橡胶支座(JT391-1999)[S].[7]公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)[S].人民交通出版社.作者简介:陈文桢?(1982-),男?(瑶族),广西灵川人,广西桂通公路工程监理咨询有限责任公司助理工程师;陈文财?(1984-),男?(瑶族),广西灵川人,中国海洋大学硕士研究生。提醒您本文地址：相关文章相关信息：
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湛江桥梁支座《有限公司》（3）盆式橡胶支座把一盆式橡胶支座的橡胶块在盆地底部形成，利用橡胶三相应力状态是大角度的流体特性，相对运动置于中间支座钢和不锈钢板PTFE的系数较低的梁横向位移之间。该盆式橡胶支座能寸度、大水平位移的要求，适用于寸度桥梁和支座反力。
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