[优质]7桥梁支座r课件.ppt
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1、2023-1-31第7章 桥梁支座1第七章 桥梁支座第一节 桥梁支座概述第二节 桥梁支座的类型和构造第三节 支座的设计与计算2023-1-31第7章 桥梁支座2第一节 概 述一、支座的作用和要求二、支座的分类三、支座的布置原则四、支座的布置注意事项2023-1-31第7章 桥梁支座3一、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:(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。(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;2023-1-31第7章 桥梁支座6 固定支座 活动支座 固
2、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)。1.按其变位的可能性分:2023-1-31第7章 桥梁支座7大致可分为: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)2.按材料分2023-1-31第7章 桥梁支座8 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
3、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。三、支座的布置原则2023-1-31第7章 桥梁支座9 (1)对于有坡桥跨结构,宜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,为使全梁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
4、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。四、支座的布置注意事项:2023-1-31第7章 桥梁支座10 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。2023-1-31第7章
5、桥梁支座11铁路简支梁桥支座布置 公路简支梁桥支座布置2023-1-31第7章 桥梁支座12 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。2023-1-31第7章 桥梁支座132023-1-31第7章 桥梁支座14 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道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
6、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。2023-1-31第7章 桥梁支座15 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。2023-1-31第7章
7、 桥梁支座162023-1-31第7章 桥梁支座17第二节 桥梁支座的类型和构造一、简易垫层支座二、钢支座三、钢筋混凝支座四、橡胶支座五、拉力支座2023-1-31第7章 桥梁支座18一、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
8、筋网加强。2023-1-31第7章 桥梁支座19二、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。2023-1-31第7章 桥梁支座201.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。2023-1-31第7章 桥梁
9、支座21平板支座的上、下摆就是两块平板。固定支座的上、下平板间用钢销固定。活动支座只将上平板销孔改成长圆形。(1)平板支座 平板支座构造简单、加工容易,但反力不集中,梁端不能自由转动,伸缩时要克服较大的摩阻力,故只适用于小跨度的梁。2023-1-31第7章 桥梁支座22 弧形支座是将平板支座上、下摆的平面接触改为弧面接触,其它完全一样。这样,反力便能集中传递,梁端也能自由转动。但伸缩时仍要克服较大的摩阻力、所以仍只适用于较小跨度的梁。(2)弧形支座2023-1-31第7章 桥梁支座23 跨度大于20m左右的梁,固定支座就得将下摆加高,做成类似钢轨的截面形式,两侧用肋加强。这样,下摆底部可以其有
10、较大的面积,摆身有足够的刚性,可将较大的支承反力均匀分布于墩台顶垫石面上。活动支座应采用摇轴支座或辊轴支座。(3)摇轴支座 摇轴支座由上摆、底板和两者之间的辊子组成。将圆辊多余部分削去成为扇形,就是所谓摇轴。摇轴支座能很理想地满足活动支座的各项要求。如果摇轴的直径可以任意加大它的承载能力从理论上讲是没有限制的。但支承反力愈大,相应要求辊子(摇轴)的直径也愈大,这就使支座高度变得很大。2023-1-31第7章 桥梁支座24 为了克服摇轴支座的缺点,跨度更大的梁,可以采用辊轴支座,它相当于将摇轴支座的固定支座放在一些钢辊子上。辊轴支座除了能很好地满足活动支座的各项要求外,由于反力是通过若干辊轴压在
11、底板上的,因此辊子的直径可以随其个数的增多而减小,反力也可分散而均匀地分布到墩台垫石面上。辊轴支座适用于各种大型桥梁。辊轴的个数视承载力大小而定,一般为2-10个。(4)辊轴支座2023-1-31第7章 桥梁支座25铸钢支座类型示意图2023-1-31第7章 桥梁支座262023-1-31第7章 桥梁支座27 采用不锈钢或高级合金钢支座,并封闭在油箱内,以防生锈;对承受接触应力的部分进行表面硬化处理,以提高其容许承载力;将支座的转动部分制成钢制或黄铜制成的球冠形,在钢制球冠的上、下分别设置聚四氟乙烯板,构成球面(型)支座。2、特种钢支座特种钢支座主要采用以下几种形式:2023-1-31第7章
12、桥梁支座28图6 克劳茨高级钢支座2023-1-31第7章 桥梁支座29三、钢筋混凝土支座 1.钢筋混凝土摆柱式支座2.混凝土铰2023-1-31第7章 桥梁支座30 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4050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。2023-1-31第7章 桥梁支座
13、312023-1-31第7章 桥梁支座322.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,铰颈两旁可用玛蹄脂或沥青材料填塞。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。2023-1-31第7章 桥梁支座33202
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