桥梁工程第6章-梁式桥的支座课件.ppt

1、第六章第六章 梁式桥的支座梁式桥的支座6.2 6.2 常用支座的类型和构造常用支座的类型和构造6.3 6.3 支座的布置支座的布置6.4 6.4 支座的计算支座的计算6.1 6.1 概述概述 支座是设置在桥梁上部结构与下部结构之间的支座是设置在桥梁上部结构与下部结构之间的重要联系构件，其主要作用是将上部结构的支承反重要联系构件，其主要作用是将上部结构的支承反力传递到桥梁墩台，同时保证结构在汽车荷载、温力传递到桥梁墩台，同时保证结构在汽车荷载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形。形。梁式桥的支座一般分成梁式桥的支座一般分成固定支座固定支座

2、和和活动支座活动支座两两种。种。6.1 6.1 概述概述简支梁的静力图示简支梁的静力图示支座的分类支座的分类1.1.按材料分按材料分钢支座钢支座橡胶支座橡胶支座钢筋混凝土支座钢筋混凝土支座简易油毛毡支座简易油毛毡支座2.2.按支座外形分按支座外形分板式支座板式支座盆式支座盆式支座球形支座球形支座3.3.按支座是否受拉按支座是否受拉普通支座普通支座拉力支座拉力支座抗震支座抗震支座6.2 6.2 常用支座的类型和构造常用支座的类型和构造一、一、垫层支座垫层支座 为了防止墩、台顶部前缘与为了防止墩、台顶部前缘与上部结构相接触被压裂，通常上部结构相接触被压裂，通常应将墩、台顶部的前缘削成斜应将墩、台顶

3、部的前缘削成斜角，并且最好在板或梁端底部角，并且最好在板或梁端底部以及墩、台顶部内增设以及墩、台顶部内增设1 12 2层层钢筋网予以加强。钢筋网予以加强。简易支座仅适于跨度简易支座仅适于跨度10m10m以下的公路桥和以下的公路桥和4m4m以下的铁路板桥以下的铁路板桥。橡胶支座一般可分为板式橡胶支座、四氟橡胶滑板橡胶支座一般可分为板式橡胶支座、四氟橡胶滑板式支座、球冠圆板式橡胶支座和盆式橡胶支座四类。式支座、球冠圆板式橡胶支座和盆式橡胶支座四类。1.1.板式橡胶支座板式橡胶支座 板式橡胶支座由几层橡胶和薄钢片迭合而成。板式橡胶支座由几层橡胶和薄钢片迭合而成。二、橡胶支座二、橡胶支座活动机理活动机

4、理：利用橡胶的：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角不均匀弹性压缩实现转角;利用其利用其剪切变形实现水平位移剪切变形实现水平位移。板式橡胶支座一般不分固定支座和活动支座，它能将纵板式橡胶支座一般不分固定支座和活动支座，它能将纵向水平力和位移均匀地传递给各个支座，如有必要设置固定向水平力和位移均匀地传递给各个支座，如有必要设置固定支座可采用不同厚度的橡胶支座来实现。支座可采用不同厚度的橡胶支座来实现。v 目前我国生产的板式橡胶支座的竖向支承反力为目前我国生产的板式橡胶支座的竖向支承反力为10010010000kN10000kN左右；左右；v 矩形板式橡胶支座的平面尺寸，目前常用的有矩形板式橡胶支座的

5、平面尺寸，目前常用的有 0.12m0.12m0.14m0.14m、0.14m0.14m0.18m0.18m、0.15m0.15m0.20m0.20m等。常等。常用橡胶片的厚度为用橡胶片的厚度为5mm5mm、8mm8mm、11mm11mm、15mm15mm等，薄钢板等，薄钢板厚为厚为2mm2mm、3mm 3mm、5mm5mm等，支座厚度可根据橡胶支座的等，支座厚度可根据橡胶支座的剪切位移而采用不同层数组合而成，一般从剪切位移而采用不同层数组合而成，一般从14mm14mm（两（两层钢板）开始，以层钢板）开始，以7mm7mm为一个台阶递增。为一个台阶递增。2.2.聚四氟乙烯滑板式橡胶支座聚四氟乙烯滑

6、板式橡胶支座 聚四氟乙烯滑板式橡胶支座是按照支座平面尺寸大小，聚四氟乙烯滑板式橡胶支座是按照支座平面尺寸大小，在普通板式橡胶支座上粘附一层聚四氟乙烯板在普通板式橡胶支座上粘附一层聚四氟乙烯板(厚厚2 24mm4mm)而成。而成。聚四氟乙烯板与梁底不锈钢板之间的摩擦系数较小聚四氟乙烯板与梁底不锈钢板之间的摩擦系数较小(通通常为常为0.06)0.06)。适用：适用：较大跨度的简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续较大跨度的简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续桥梁；还可用作连续梁顶推施工的滑块。桥梁；还可用作连续梁顶推施工的滑块。二、橡胶支座二、橡胶支座3.3.球冠圆板式橡胶支座球冠圆板式橡胶支座 球冠圆板式橡胶

7、支座是一种改进后的圆形板式支座，其球冠圆板式橡胶支座是一种改进后的圆形板式支座，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，而在支座顶面须用纯橡胶制成球形表面，球面中心橡胶最大在支座顶面须用纯橡胶制成球形表面，球面中心橡胶最大厚度为厚度为6 68mm8mm，球面中心距支座边缘，球面中心距支座边缘15 mm15 mm。适用：适用：纵横坡度较大（纵横坡度较大（3 35 5）的立交桥及高架桥。）的立交桥及高架桥。但公路桥涵在纵坡较大时，不宜使用带球冠或带坡形的板但公路桥涵在纵坡较大时，不宜使用带球冠或带坡形的板式橡胶支座。式橡胶支座。二、橡胶支

8、座二、橡胶支座4.4.盆式橡胶支座盆式橡胶支座 由不锈钢滑板、聚四氟乙烯板、盆环、氯丁橡胶块、钢由不锈钢滑板、聚四氟乙烯板、盆环、氯丁橡胶块、钢密封圈。钢盆塞及橡胶防水圈等组成。密封圈。钢盆塞及橡胶防水圈等组成。构造特点：构造特点：利用设置在钢盆中的橡胶板达到对上部结构承压和转利用设置在钢盆中的橡胶板达到对上部结构承压和转动的功能，动的功能，利用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应利用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应桥梁的水平位移要求。桥梁的水平位移要求。盆式橡胶支座分为：盆式橡胶支座分为：固定支座，固定支座，多向活动支座多向活动支座单向活动支座单向活动支座 盆式橡胶支座具有盆

9、式橡胶支座具有很大的承载能力，水平位移很大的承载能力，水平位移量大，摩擦系数小量大，摩擦系数小,支座建筑高度低，节省钢材支座建筑高度低，节省钢材。三、特殊功能的支座三、特殊功能的支座1.1.球形钢支座球形钢支座 为了适应多向转动且转动量较大的情况，还可选择使用为了适应多向转动且转动量较大的情况，还可选择使用球形钢支座。球形钢支座。特点：特点：受力均匀、转动量大，且各向转动性能一致等受力均匀、转动量大，且各向转动性能一致等 适用：适用：曲线桥和宽桥。曲线桥和宽桥。QGZQGZ球型钢支座球型钢支座QGZ QGZ 球型钢支座球型钢支座2.2.拉力支座拉力支座 适用：适用：在连续梁桥、悬臂梁桥、斜桥、

10、宽悬臂翼缘箱在连续梁桥、悬臂梁桥、斜桥、宽悬臂翼缘箱梁桥以及小半径曲线桥上，出现拉力的支点处梁桥以及小半径曲线桥上，出现拉力的支点处 板式橡胶拉压支座适用拉力较小的桥梁，对于反力较板式橡胶拉压支座适用拉力较小的桥梁，对于反力较大的桥梁，则用球形抗拉钢支座或盆式拉力支座更合适。大的桥梁，则用球形抗拉钢支座或盆式拉力支座更合适。3.3.抗震支座抗震支座 地震地区的桥梁应使用具有抗震和减震功能的支座。地震地区的桥梁应使用具有抗震和减震功能的支座。减、隔震支座的作用是减、隔震支座的作用是尽可能地将结构或部件与可能引起尽可能地将结构或部件与可能引起破坏的地震地面运动分离开来破坏的地震地面运动分离开来，以

11、大大减小传递到上部结，以大大减小传递到上部结构的地震力和能量。构的地震力和能量。常用的减隔震支座、抗震支座的类型有常用的减隔震支座、抗震支座的类型有抗震型球形钢抗震型球形钢支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座支座、铅芯橡胶支座和高阻尼橡胶支座等。等。抗震型球形钢支座抗震型球形钢支座 6.3 6.3 支座的布置支座的布置1.1.对于坡桥，宜将固定支座布置在标高低的墩台上。当纵坡对于坡桥，宜将固定支座布置在标高低的墩台上。当纵坡大于大于1 1或横坡大于或横坡大于2 2时，应使支座保持水平，通常在设时，应使支座保持水平，通常在设置支座的梁底面，增设局部的楔形构造。置支座的梁底面，增设局部的楔形构造。6

12、.3 6.3 支座的布置支座的布置2.2.对于简支梁桥，每跨宜布置一个固定支座，一个活动支座；对于简支梁桥，每跨宜布置一个固定支座，一个活动支座；对于多跨简支梁，一般把固定支座布置在桥台上，每个桥墩对于多跨简支梁，一般把固定支座布置在桥台上，每个桥墩上布置一个（组）活动支座与一个（组）固定支座。上布置一个（组）活动支座与一个（组）固定支座。若个别墩较高时可在高墩上布置两个（组）活动支座。若个别墩较高时可在高墩上布置两个（组）活动支座。3.3.对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥，一般在每一联设置对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥，一般在每一联设置一个固定支座，并宜将固定支座设置在靠近温度中心，其一个

13、固定支座，并宜将固定支座设置在靠近温度中心，其余墩台上均设置活动支座。余墩台上均设置活动支座。在设置固定支座的桥墩（台）上，一般采用一个固定支在设置固定支座的桥墩（台）上，一般采用一个固定支座，其余为横桥向的单向活动支座；在设置活动支座的所座，其余为横桥向的单向活动支座；在设置活动支座的所有桥墩（台）上，一般沿设置固定支座的一侧，均布置成有桥墩（台）上，一般沿设置固定支座的一侧，均布置成顺桥向的单向活动支座，其余均为双向活动支座。顺桥向的单向活动支座，其余均为双向活动支座。4.4.对于悬臂梁桥，锚固孔一侧布置固定支座，另一侧布置活对于悬臂梁桥，锚固孔一侧布置固定支座，另一侧布置活动支座；挂孔支

14、座布置与简支梁相同。动支座；挂孔支座布置与简支梁相同。6.4 6.4 支座的计算支座的计算一、支座反力的确定一、支座反力的确定 在进行桥梁支座的设计时，首先必须求得每个支在进行桥梁支座的设计时，首先必须求得每个支座上所承受的竖向力和水平力以及需适应的位移和转座上所承受的竖向力和水平力以及需适应的位移和转角。然后，根据它们来选定支座的各部尺寸并进行强角。然后，根据它们来选定支座的各部尺寸并进行强度、稳定等各项验算。度、稳定等各项验算。竖向力有：结构自重的反力、汽车荷载的支点反力竖向力有：结构自重的反力、汽车荷载的支点反力及其影响力。及其影响力。在计算活载的支点反力时，要按照在计算活载的支点反力时

15、，要按照最不利位置加最不利位置加载，并计入冲击效应载，并计入冲击效应。当支座可能会出现上拔力。当支座可能会出现上拔力(负负反力反力)时，应分别计算支座的最大竖向力和最大上拔时，应分别计算支座的最大竖向力和最大上拔力。力。例如，当连续梁边跨较小而中跨较大时，或桥跨例如，当连续梁边跨较小而中跨较大时，或桥跨结构承受较大的横向风力时，支座锚栓会受到负反力结构承受较大的横向风力时，支座锚栓会受到负反力作用。作用。1.1.竖向力竖向力2.2.水平力水平力 作用于支座上的水平力包括纵向水平力和横向水平力。作用于支座上的水平力包括纵向水平力和横向水平力。正交直线桥梁的支座，一般仅需计算纵向水平力。正交直线桥

16、梁的支座，一般仅需计算纵向水平力。对斜桥和弯桥还需要计算离心力或风力所产生的横向对斜桥和弯桥还需要计算离心力或风力所产生的横向水平力；水平力；对铁路桥梁，还需要计算由列车横向摇摆力所产生的对铁路桥梁，还需要计算由列车横向摇摆力所产生的横向水平力。横向水平力。支座上的纵向水平力，包括由列车或汽车荷载的制动支座上的纵向水平力，包括由列车或汽车荷载的制动力力(牵引力牵引力)、风力、支座摩阻力或温度变化支座变形所引、风力、支座摩阻力或温度变化支座变形所引起的水平力以及其它原因如桥梁纵坡产生的水平力。起的水平力以及其它原因如桥梁纵坡产生的水平力。公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范（JTG D60J

17、TG D6020042004）的规定：）的规定：设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔性墩台，应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成架式柔性墩台，应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成情况分配和传递制动力；情况分配和传递制动力；设有板式橡胶支座的简支梁刚性墩台，按单跨两端的板式设有板式橡胶支座的简支梁刚性墩台，按单跨两端的板式橡胶支座的抗推刚度分配制动力；橡胶支座的抗推刚度分配制动力；设有固定支座、活动支座（滚动或摆动支座，聚四氟乙烯设有固定支座、活动支座（滚动或摆动支座，聚四氟乙烯板支座）的刚性墩台传递的汽车制动力，根据梁体受力

18、的板支座）的刚性墩台传递的汽车制动力，根据梁体受力的不同、墩不同、墩(台台)位置的不同以及支座类型按不同规定采用，位置的不同以及支座类型按不同规定采用，且规定每个活动支座传递的制动力不得大于其摩阻力，当且规定每个活动支座传递的制动力不得大于其摩阻力，当大于摩阻力时，按摩阻力计算。在计算支座水平力时，汽大于摩阻力时，按摩阻力计算。在计算支座水平力时，汽车制动力与支座摩阻力不应同时考虑车制动力与支座摩阻力不应同时考虑 。（1 1）确定平面尺寸）确定平面尺寸a a、b b（2 2）确定厚度）确定厚度h h（3 3）验算支座的偏转情况）验算支座的偏转情况（4 4）验算支座的抗滑稳定性）验算支座的抗滑稳

19、定性二、板式橡胶支座的设计计算二、板式橡胶支座的设计计算二、板式橡胶支座的设计计算二、板式橡胶支座的设计计算1 1）确定支座的平面尺寸）确定支座的平面尺寸对于橡胶板对于橡胶板 cckckbaRAR式中：式中：R Rckck 支座压力标准值，汽车荷载应计入冲击系数；支座压力标准值，汽车荷载应计入冲击系数；ckck 橡胶支座使用阶段的平均压应力限值，橡胶支座使用阶段的平均压应力限值，ckck=10 000KPa=10 000KPa；2 2）确定厚度）确定厚度h h 梁式桥的主梁由温度变化等因素在支座处产生的纵向水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平位移，依靠全部橡胶片的剪切变形

20、依靠全部橡胶片的剪切变形t te e来实现来实现,与与t te e的的关系为：关系为：tgttgeettan橡胶片的总厚度；橡胶片的总厚度；橡胶片的容许剪切角正切值，当不计汽车荷载橡胶片的容许剪切角正切值，当不计汽车荷载制动力作用时采用制动力作用时采用0.50.5，计及汽车荷载制动力时可，计及汽车荷载制动力时可采用采用0.70.7。由此：不计制动力由此：不计制动力 计入制动力计入制动力get 2)(43.1pget2T epeH tGab gg上部结构在恒载作用下由温度变化、混凝土收缩和上部结构在恒载作用下由温度变化、混凝土收缩和徐徐 变等因素引起作用于一个支座上的水平位移。变等因素引起作用于

21、一个支座上的水平位移。p p 由活载制动力引起作用于一个支座上的水平位移。由活载制动力引起作用于一个支座上的水平位移。H HT T 作用于一个支座上的汽车荷载制动力；作用于一个支座上的汽车荷载制动力；G Ge e 橡胶的剪变模量橡胶的剪变模量 同时，考虑到橡胶支座受压工作的稳定性，还应符合：同时，考虑到橡胶支座受压工作的稳定性，还应符合：510510dtdataee圆形支座矩形支座3 3）验算支座的偏转情况）验算支座的偏转情况 为了确保支座偏转时橡胶与梁底不发生脱空而出为了确保支座偏转时橡胶与梁底不发生脱空而出 现局现局部承压的现象，则必须满足条件：部承压的现象，则必须满足条件：012,aab

22、EtRabEtRbeckeeckmc(6-6)mc,平均压缩变形（忽略薄钢板的变形），不应大于平均压缩变形（忽略薄钢板的变形），不应大于0.07t0.07te e 梁端转角梁端转角 4 4）验算支座的抗滑稳定性）验算支座的抗滑稳定性 为了保证橡胶支座与梁底或墩台顶面之间不发生相对滑动为了保证橡胶支座与梁底或墩台顶面之间不发生相对滑动,则应满足以下条件则应满足以下条件egeGktAGR14.1计入汽车制动力时计入汽车制动力时:bkegeGkFtAGR14.1不计入汽车制动力时不计入汽车制动力时:【例例6-16-1】钢筋混凝土五片式钢筋混凝土五片式T T形梁桥全长为形梁桥全长为19.96m19.9

23、6m，计算跨，计算跨径径l l19.5 m19.5 m，梁采用，梁采用C40C40混凝土，支座处梁肋宽度为混凝土，支座处梁肋宽度为30cm30cm。梁的两端采用等厚度的橡胶支座。已知支座压力。梁的两端采用等厚度的橡胶支座。已知支座压力标准植标准植R RCK CK 354.12kN354.12kN，其中结构自重引起的支座反力标，其中结构自重引起的支座反力标准值为准值为R RCKCK162.7kN162.7kN，公路，公路-级引起的支座反力标准值级引起的支座反力标准值为为183.95kN183.95kN，人群荷载的标准值为，人群荷载的标准值为7.47kN7.47kN；公路；公路-级和级和人群荷载人

24、群荷载P Pr r=3.0kN/m=3.0kN/m2 2作用下产生的跨中挠度作用下产生的跨中挠度f f1.96cm1.96cm，根据当地的气象资料，主梁的计算温差根据当地的气象资料，主梁的计算温差t t36 36。试。试设计板式橡胶支座。设计板式橡胶支座。【解解】1 1）确定支座平面尺寸）确定支座平面尺寸 选定支座的平面尺寸为选定支座的平面尺寸为 a a*b=18b=18*20=360cm20=360cm2 2，采用中间层，采用中间层橡胶片厚度橡胶片厚度t t0.5cm0.5cm。(1)(1)计算支座的平面形状系数计算支座的平面形状系数S S：18 209.582()2 0.5(1820)a

25、bst ab(2)(2)计算橡胶支座的弹性模量：计算橡胶支座的弹性模量：225.45.4 1.0 9.5487.35jeEG SMPa（公式见表 6-1）(3)(3)验算橡胶支座的承压强度：验算橡胶支座的承压强度：354.1298370.18 0.20ckjRa b10000jKpaKpa(合格）2 2）确定支座的厚度）确定支座的厚度 （1 1）主梁的计算温差为）主梁的计算温差为t=36t=36 温度变形由两端的支座温度变形由两端的支座均摊，则每一支座承受的水平位移均摊，则每一支座承受的水平位移 为为：5111036(1950 18)0.35422gtal cm（2 2）为了计算汽车荷载制动力

26、引起的水平位移）为了计算汽车荷载制动力引起的水平位移p p，首先要确定，首先要确定作用在每一支座上的制动力作用在每一支座上的制动力H HT T：对于对于 19.5m 19.5m的桥跨，一个设计车道上公路的桥跨，一个设计车道上公路级车道荷载总重为：级车道荷载总重为：则汽车制动力标准值则汽车制动力标准值332.1332.110%=33.2110%=33.21为为 KN KN；但；但桥规桥规，不得，不得小于小于90KN90KN。经比较，取总制动力为。经比较，取总制动力为90 KN90 KN参与计算，五根梁共十个参与计算，五根梁共十个支座，每个支座承受的水平力支座，每个支座承受的水平力 7.875 1

27、9.5 178.5332.190910bkF（3 3）确定需要的橡胶片总厚度）确定需要的橡胶片总厚度t te e：不计汽车制动力不计汽车制动力 计入汽车制动力计入汽车制动力22 0.3540.708egt 10.3540.61690.70.72 1.0 1018 202gebketFG ab桥规桥规的其它规定的其它规定0.20.2 183.6eta 选用选用4 4层钢板和层钢板和5 5层橡胶片组成的支座，上下层橡胶片厚层橡胶片组成的支座，上下层橡胶片厚0.25cm0.25cm，中间层厚，中间层厚0.5cm0.5cm，薄钢板厚，薄钢板厚0.2 cm0.2 cm，则：，则：3 0.52 0.252

28、.00.708et cmcm 并并17.92 合格合格 以及以及0.32 162.748.811.48.92GtNKNHKN 合格合格三、三、盆式橡胶支座的设计计算盆式橡胶支座的设计计算 在实际工程设计中，主要是根据盆式橡胶支座在实际工程设计中，主要是根据盆式橡胶支座规格选配适合具体桥梁的支座，极少需要从确定基规格选配适合具体桥梁的支座，极少需要从确定基本尺寸开始的设计计算，因此这里只介绍盆式橡胶本尺寸开始的设计计算，因此这里只介绍盆式橡胶支座设计计算要点。支座设计计算要点。三、三、盆式橡胶支座的设计计算盆式橡胶支座的设计计算1.聚四氟乙烯板的尺寸聚四氟乙烯板的尺寸（1）直径）直径D1411N

29、D（2）厚度）厚度h1 聚四氟乙烯板的厚度，一般可取（聚四氟乙烯板的厚度，一般可取（1/401/401/801/80）D D1 1。直。直径愈大，取值愈小，对于大直径板的选取的比值还可再小径愈大，取值愈小，对于大直径板的选取的比值还可再小些，通常些，通常h1h14 48 mm8 mm，外露量，外露量 3 34 mm4 mm。2.氯丁橡胶板的尺寸氯丁橡胶板的尺寸（1）橡胶板直径）橡胶板直径D2 422ND 为钢盆内橡胶板的容许承压应力，因氯丁橡胶板处为钢盆内橡胶板的容许承压应力，因氯丁橡胶板处于侧限受压状态，其容许承压应力比自由受压时有明于侧限受压状态，其容许承压应力比自由受压时有明显增高，一般

30、取显增高，一般取 25 MPa25 MPa 2（2）厚度）厚度h2 h2=(1/101/18)D23.钢盆和盆塞的尺寸钢盆和盆塞的尺寸（1）底盆式构造）底盆式构造 这种盆式橡胶支座的底部为圆钢盆，上面加盆塞，在这种盆式橡胶支座的底部为圆钢盆，上面加盆塞，在两者之间嵌入橡胶板。两者之间嵌入橡胶板。钢盆内径钢盆内径D3，钢盆直径由橡胶板直径确定，为使橡胶板，钢盆直径由橡胶板直径确定，为使橡胶板置入盆内紧贴密合，一般取等于橡胶板直径或比橡胶板置入盆内紧贴密合，一般取等于橡胶板直径或比橡胶板直径小直径小 0.51mm 盆壁厚度盆壁厚度h3，先按厚壁圆筒应力公式估算厚度。，先按厚壁圆筒应力公式估算厚度。

31、1qAN=N N恒载与活载产生的支恒载与活载产生的支点反力；点反力；A A橡胶板的受压面积。橡胶板的受压面积。221Dhqp=钢盆的受力压强钢盆的受力压强由此，钢盆所受的环由此，钢盆所受的环向拉力：向拉力：h3hP式中式中:h:h盆壁高度，初估时可取盆壁高度，初估时可取h h1.5h1.5h2 2；钢盆材料的容许应力。钢盆材料的容许应力。432M()2 3NDD则盆壁厚度则盆壁厚度h3 盆底厚度盆底厚度 h4 在忽略钢盆壁的侧压力和假定盆底反在忽略钢盆壁的侧压力和假定盆底反力均匀分布的情况下，可近似采用盆底受弯计算的方法力均匀分布的情况下，可近似采用盆底受弯计算的方法确定盆底厚度。确定盆底厚度

32、。盆底中央截面的弯矩盆底中央截面的弯矩:式中：式中：D4圆钢盆底面积的直径。圆钢盆底面积的直径。通过计算底部应力确定厚度，也可先假定厚度，再进行应通过计算底部应力确定厚度，也可先假定厚度，再进行应力验算，则：力验算，则：6244hDM 盆壁应力验算盆壁应力验算 按厚壁圆筒验算钢壁顶面的切向应力：按厚壁圆筒验算钢壁顶面的切向应力：212222(1)1rqhbbrha式中式中:a:a钢盆内半径；钢盆内半径；b b钢盆外半径；钢盆外半径；r r计算应力点到圆心的距离；计算应力点到圆心的距离；圆形盆塞的厚度的计算可按悬臂板的受力状态考虑。圆形盆塞的厚度的计算可按悬臂板的受力状态考虑。根据构造需要，设计

33、选用的钢盆厚度较大，同时荷载的根据构造需要，设计选用的钢盆厚度较大，同时荷载的偏心弯矩较小，因此在一般情况下，盆塞的材料强度利用偏心弯矩较小，因此在一般情况下，盆塞的材料强度利用不足，具有较大的安全系数。不足，具有较大的安全系数。盆塞厚度盆塞厚度 钢盆塞是一块圆形钢板，与下支座板焊接或采用沉头螺钢盆塞是一块圆形钢板，与下支座板焊接或采用沉头螺钉和嵌槽的方法连接。钉和嵌槽的方法连接。盆塞验算盆塞验算 作用在盆塞中心截面的外力：作用在盆塞中心截面的外力：)(221ffNN2)(2121ffNM3.钢盆和盆塞的尺寸钢盆和盆塞的尺寸（2）底部为钢盆塞，顶面有钢盆环的构造。）底部为钢盆塞，顶面有钢盆环的

34、构造。WMAN按偏心受压的公式进行应力验算：按偏心受压的公式进行应力验算：盆塞与下支座板连接螺钉面积盆塞与下支座板连接螺钉面积 作用在接触面上的外力作用在接触面上的外力:H=Nf3 M=He所需连接螺钉的面积：所需连接螺钉的面积：MAb 盆环尺寸盆环尺寸 盆环的内径比橡胶板的直径小盆环的内径比橡胶板的直径小 0.51mm。环壁的径。环壁的径向应力，当盆环与橡胶板等高时：向应力，当盆环与橡胶板等高时：22221 1RrRr橡式中：式中：R一盆环的外径；一盆环的外径；r一盆环的内径；一盆环的内径；橡橡一橡胶板的容许压应力。一橡胶板的容许压应力。盆环顶板厚度盆环顶板厚度 一般取用壁厚的一般取用壁厚的

35、353/4.4.上支座板尺寸和支承混凝土局部承压验算上支座板尺寸和支承混凝土局部承压验算上支座板的平面尺寸上支座板的平面尺寸 需要设置上支座板的盆式橡胶支座，其平面尺寸主要取需要设置上支座板的盆式橡胶支座，其平面尺寸主要取决于支座的最大位移量，盆环的直径和螺栓连接位置所需决于支座的最大位移量，盆环的直径和螺栓连接位置所需要的尺寸总和。要的尺寸总和。上支座板厚度上支座板厚度 上支座板可采用等厚的与不等厚的板，不等厚的板是在上支座板可采用等厚的与不等厚的板，不等厚的板是在方形的部分主要起连接作用，受力较小可选取薄些。方形的部分主要起连接作用，受力较小可选取薄些。支承混凝土局部承压验算支承混凝土局部

36、承压验算 按按公桥规公桥规(JTG D62-2004)(JTG D62-2004)的有关桥规计算。的有关桥规计算。5.支座偏转验算支座偏转验算 盆式橡胶支座中，不容许出现局部承压的状态，则：盆式橡胶支座中，不容许出现局部承压的状态，则：0WMAN 与板式橡胶支座的偏转验算类似，对盆式橡胶支座要求与板式橡胶支座的偏转验算类似，对盆式橡胶支座要求满足下式：满足下式：0222DAENh式中式中:A:A与钢盆环或中间钢板接触的橡胶板面积；与钢盆环或中间钢板接触的橡胶板面积；H2 H2橡胶板厚度；橡胶板厚度；E2 E2有侧向约束的橡胶板弹性模量，其值可取有侧向约束的橡胶板弹性模量，其值可取530MPa5

37、30MPa D D 与钢盆环或中间钢板接触的橡胶板直径。与钢盆环或中间钢板接触的橡胶板直径。四、四、盆式橡胶支座的选用盆式橡胶支座的选用 1.各种类型成品盆式橡胶支座的合理选配各种类型成品盆式橡胶支座的合理选配 首先考虑的是其首先考虑的是其容许转角容许转角及及水平能承受的推力水平能承受的推力能否满能否满足要求。一般来说，足要求。一般来说，GPZGPZ、TPZ-1TPZ-1等系列的支座对这两个要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。变支座的设计。转角特大，可采用球型支座转角特大，可采用球型支座。2.

38、成品盆式橡胶支座承载能力的合理选择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。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合适的支座一般为：最大反力不超过支座容许承载力的的5%5%，最小反力不低于容许承载力的，最小反力不低于容许承载力的80%80%。本章要点本章要点1 1 梁式桥设置支座在于将作用于上部结构的荷载传递到桥梁式桥设置支座在于将作用于上部结构的荷载传递到桥梁的下部结构，并能适应上部结构的自由变形。梁的下部结构，并能适应

39、上部结构的自由变形。2 2 梁式桥支座一般分为固定支座和活动支座两种，其布置梁式桥支座一般分为固定支座和活动支座两种，其布置以有利于墩台传递纵向水平力为原则。以有利于墩台传递纵向水平力为原则。3 3 我国目前使用最广泛的是橡胶支座，它一般分为板式橡我国目前使用最广泛的是橡胶支座，它一般分为板式橡胶支座和盆式橡胶支座两类。板式橡胶支座的活动机理胶支座和盆式橡胶支座两类。板式橡胶支座的活动机理是，利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角是，利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角 ，利用剪切变，利用剪切变形实现水平位移动；盆式橡胶支座是用设置在钢盆中形实现水平位移动；盆式橡胶支座是用设置在钢盆中的橡胶板承压和转动

40、，用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的橡胶板承压和转动，用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应桥梁的位移要求。盆式橡胶支座特别的平面滑动来适应桥梁的位移要求。盆式橡胶支座特别适宜在大跨度桥梁上使用。适宜在大跨度桥梁上使用。本章要点本章要点4 4 板式橡胶支座的设计与计算包括确定支座尺寸、验算支板式橡胶支座的设计与计算包括确定支座尺寸、验算支座受压偏转情况座受压偏转情况 及验算支座的抗滑稳定性等内容。及验算支座的抗滑稳定性等内容。5 5 盆式橡胶支座的设计与计算包括确定其基本尺寸，验算盆式橡胶支座的设计与计算包括确定其基本尺寸，验算上支座板的尺寸、支承混凝土局部承压强度和支座偏转上支座板的尺寸、

41、支承混凝土局部承压强度和支座偏转等情况。等情况。思考和练习思考和练习4.1 4.1 桥梁支座的功能是什么？桥梁支座的功能是什么？4.2 4.2 桥梁支座基本的布置原则是什么？桥梁支座基本的布置原则是什么？4.3 4.3 按支座变形可能性分类，桥梁支座一般可分成两种？按支座变形可能性分类，桥梁支座一般可分成两种？如何区别？如何区别？4.4 4.4 从立面图上看，简支梁桥和连续梁桥支座的布置有什从立面图上看，简支梁桥和连续梁桥支座的布置有什么异同？么异同？4.5 4.5 橡胶支座一般分为哪两类？各适应于哪些情况？橡胶支座一般分为哪两类？各适应于哪些情况？4.6 4.6 板式橡胶支座的活动机理是什么

42、？板式橡胶支座的活动机理是什么？4.7 4.7 板式橡胶支座的平面尺寸及厚度如何确定？板式橡胶支座的平面尺寸及厚度如何确定？思考和练习思考和练习4.8 4.8 预应力混凝土五梁式预应力混凝土五梁式T T形梁桥全长形梁桥全长L=L=19.4m19.4m，计算跨，计算跨径径l l19.3m19.3m。主梁采用。主梁采用C40C40混凝土混凝土,支座处梁肋宽度为支座处梁肋宽度为25cm25cm。已知汽车荷载为公路。已知汽车荷载为公路-级级,支座处最大支承反支座处最大支承反力力N N307KN,307KN,其中恒载反力其中恒载反力N ND D165 kN,165 kN,汽车荷载作用汽车荷载作用时跨中挠度时跨中挠度f f1.38 cm,1.38 cm,主梁的计算温差主梁的计算温差t t3636。试按两端等厚度设计计算板式橡胶支座。试按两端等厚度设计计算板式橡胶支座。