《桥梁支座》课件-.ppt
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1、1第八章第八章 桥梁的支座桥梁的支座支座的作用和要求支座的布置 支座的类型与构造支座的设计与计算2 支座的作用:支座的作用:v1.1.把上部结构的各种荷载传递到墩台上;把上部结构的各种荷载传递到墩台上;v2.2.适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐适应活载、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);变等因素所产生的变位(位移和转角);v3.3.使上、下部结构的实际受力情况符合设使上、下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式。计的计算图式。第一节第一节 概述概述3 按受力特性按受力特性分类分类:v固定支座固定支座:传递竖向力,允许上部结构在支座:传递竖向力,允许上部结构在支座处能
2、自由转动但不能水平移动。处能自由转动但不能水平移动。v活动支座活动支座:多向活动支座(纵向、横向均可自由移动)多向活动支座(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)单向活动支座(仅一个方向可自由移动)4 1 1、简支、悬臂梁桥、简支、悬臂梁桥:一端固定,另一端活动。:一端固定,另一端活动。固定支座固定支座的布置原则:的布置原则:v 桥跨结构桥跨结构:使梁的下缘在制动力的作用下受压,例如:使梁的下缘在制动力的作用下受压,例如布置在布置在行车方向的前方行车方向的前方。v 桥墩桥墩:使制动力的方向指向:使制动力的方向指向桥墩中心桥墩中心,使墩顶圬工在,使墩顶圬工在制动力作用下受压
3、而不受拉。制动力作用下受压而不受拉。v 桥台桥台:使制动力的方向指向:使制动力的方向指向堤岸堤岸,使墩台顶部圬工受,使墩台顶部圬工受压,并能平衡一部分台后土压力。压,并能平衡一部分台后土压力。支座的布置支座的布置5 2 2、连续梁桥、连续梁桥v 每联只设一个固定支座。每联只设一个固定支座。v 为避免梁的活动端伸缩缝过大,固定支座宜置于每联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。的中间支点上。v 若墩身较高,则应考虑避开,或采取特殊措施,以避若墩身较高,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。免墩身承受水平力过大。6说明说明:1、固定、活动支座的布置应以有利于
4、墩台传递、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。纵向水平力为原则。2、宽桥、弯桥、震区桥、宽桥、弯桥、震区桥3、拉压支座、拉压支座平坡时,固定支座宜设在主要平坡时,固定支座宜设在主要行车方向的前端行车方向的前端。7第二节第二节 支座的类型和构造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:支座通常用钢,橡胶等材料来制造主要类型:简易支座简易支座弧形钢板支座弧形钢板支座橡胶支座橡胶支座板式橡胶支座板式橡胶支座盆式橡胶支座盆式橡胶支座8 应根据桥梁结构的跨径、支点反力的大小、梁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。体的变形程度等因素来
5、选取支座类型。中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座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铁路桥采用钢支座9 一、简易支座一、简易支座 采用几层油毛毡或石棉制成,压实采用几层油毛毡或石棉制成,压实后的厚度不小于后的厚度不小于1cm1cm,可用于,可用于跨径小于跨径小于10m10m的板梁桥。的板梁桥。在支座部位的在支座部位的梁端梁端和和墩台顶面墩台顶面布布设设钢筋网加强钢筋网加强。10二、弧形钢板支座二、弧形钢板支座靠钢部件的靠钢部件的滚动滚动、摇动摇动和和滑动滑动来完成支座的来完成支座的位移位移和和转动转动的。的。承载
6、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铁路桥梁。适用范围适用范围:跨径:跨径1010 20m20m 构造特点构造特点:由上下垫板所组成,:由上下垫板所组成,下垫板顶面切剥成圆柱体。固下垫板顶面切剥成圆柱体。固定支座需在上垫板上做齿槽定支座需在上垫板上做齿槽(或销孔),在下垫板上焊以(或销孔),在下垫板上焊以齿板(或销钉),安装后使齿齿板(或销钉),安装后使齿板嵌入齿槽板嵌入齿槽(或销钉伸入销孔或销钉伸入销孔),以保证上下垫板之间不发生相以保证上下垫板之间不发生相对水平位移对水平位移 常用常用:铸钢支座、特种钢支座
7、。:铸钢支座、特种钢支座。11三、摆柱式支座、混凝土铰三、摆柱式支座、混凝土铰图4-1-7 混凝土摆柱式支座钢筋混凝土摆柱弧形钢板齿板钢垫板锚固筋图4-1-8 混凝土铰桥台墩台梁体混凝土铰钢筋12 构造简单、加工方便、节省钢材、造价低、结构高构造简单、加工方便、节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便度小、安装方便 适应任意方向的变形(适应任意方向的变形(宽桥、曲线桥和斜桥宽桥、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,橡胶的弹性能消减上、下部结构所受的动力作用,对于对于抗震抗震十分有利。十分有利。四、橡胶支座四、橡胶支座131 1、板式橡胶支座、板式橡胶支座适用条件适用条件:3
8、0m30m以下中、小以下中、小桥梁最常用的支座形式之一,桥梁最常用的支座形式之一,主要用于混凝土梁主要用于混凝土梁变位机理变位机理:不均匀压缩实现转角变位;不均匀压缩实现转角变位;剪切变形实现水平位移。剪切变形实现水平位移。说明说明:板式橡胶支座无固定与活动之分:板式橡胶支座无固定与活动之分,可采用高度不同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的橡胶板来调节各支座传递的水平力和位移14目前常用板式橡胶支座目前常用板式橡胶支座材料选用材料选用:氯丁橡胶(:氯丁橡胶(-2560-2560)天然胶(天然胶(-3560-3560)三元乙丙胶(三元乙丙胶(-4060-4060)(1 1)无
9、加劲层的纯橡胶支座无加劲层的纯橡胶支座一层纯橡胶,承载能力小,只用于小跨径桥一层纯橡胶,承载能力小,只用于小跨径桥15有加劲层的板式橡胶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,国内用薄钢板或钢丝网作加劲层,国内定形产品规格很多,参见定形产品规格很多,参见公路桥公路桥梁板式橡胶支座梁板式橡胶支座(JT/T4-93)(JT/T4-93)支承反力支承反力:10010000kN10010000kN,厚度厚度:14mm14mm(两层钢板)开始(两层钢板)开始形状形状:矩形、圆形(斜桥或圆柱形墩):矩形、圆形(斜桥或圆柱形墩)16 根据试验分析,橡胶压缩弹性模量根据试验分析,橡胶压缩弹性模量E
10、 E、容许压、容许压应力应力 和容许剪切角和容许剪切角tgrtgr的数值,均与支座的的数值,均与支座的形状形状系数系数S S有关。有关。形状系数为橡胶支座的承压面积与自形状系数为橡胶支座的承压面积与自由表面积之比由表面积之比,矩形支座为:,矩形支座为:式中:式中:a a 顺桥方向橡胶支座的长度;顺桥方向橡胶支座的长度;b b 横桥方向橡胶支座的宽度;横桥方向橡胶支座的宽度;t t 中间橡胶层的厚度。中间橡胶层的厚度。2a ba b tS17 为满足橡胶的为满足橡胶的容许压应力容许压应力和使支座能适应和使支座能适应梁端转动梁端转动的要求,支座的的要求,支座的长度长度a a与与宽度宽度b b之比取
11、决于主梁下的之比取决于主梁下的有效有效宽度宽度及所需的及所需的剪切角剪切角 。一般应充分利用有效宽度。一般应充分利用有效宽度b b,而尽可能减小而尽可能减小a a的尺寸,以降低转动阻抗力矩(它与的尺寸,以降低转动阻抗力矩(它与a a5 5成成正比)。根据支座稳定的要求,正比)。根据支座稳定的要求,支座的总厚度不得大于支座的总厚度不得大于平面最小尺寸的平面最小尺寸的30%30%。182、聚四氟乙烯滑板式橡胶支座聚四氟乙烯滑板式橡胶支座活动支座活动支座构造构造:普通板式橡胶支座:普通板式橡胶支座+聚四氟乙烯板(聚四氟乙烯板(24mm24mm)梁)梁底设不锈钢板(底设不锈钢板(f=0.06 f=0.
12、06)适用适用:较大跨度简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续梁桥;:较大跨度简支梁桥、桥面连续的桥梁和连续梁桥;顶推施工滑板顶推施工滑板193、球冠圆板式橡胶支座球冠圆板式橡胶支座改进的圆板式橡胶支座改进的圆板式橡胶支座 纯橡胶制成球型表面(纯橡胶制成球型表面(hmax=410mmhmax=410mm)分为)分为球冠圆板式橡胶支座球冠圆板式橡胶支座和和球冠圆板式四氟乙烯橡胶支座球冠圆板式四氟乙烯橡胶支座20 坡型板式橡胶支座坡型板式橡胶支座其它类型板式橡胶支座其它类型板式橡胶支座21 铅芯橡胶支座铅芯橡胶支座224 4、桥梁盆式橡胶支座、桥梁盆式橡胶支座 盆式橡胶支座是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁
13、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点,适用于支座承载力为1000KN1000KN以上的大跨径桥梁。以上的大跨径桥梁。盆式橡胶支座分盆式橡胶支座分固定支座固定支座与与活动支座活动支座。活动盆式橡。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座连接板组成。组合上、中支座
14、板构造或利用上下支座连接板即可形成固定支座。连接板即可形成固定支座。23盆式橡胶支座盆式橡胶支座24 盆式橡胶支座构构造要点盆式橡胶支座构构造要点1.钢盆钢盆2.承压橡胶板承压橡胶板3.钢衬板钢衬板4.聚四氟乙烯板聚四氟乙烯板5.上支座板上支座板6.不锈钢滑板不锈钢滑板7.钢紧箍圈钢紧箍圈8.密封胶圈密封胶圈2526 固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座 多向活动支座(多向活动支座(DXDX)27 纵向活动支座(纵向活动支座(ZXZX)28 固定支座(固定支座(GDGD)295 5、其它支座、其它支座 QGZQGZ球型钢支座球型钢支座30 QGZ 球型钢支座球型钢支座31 四、成品盆式
15、橡胶支座的选配四、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系列 成品盆式橡胶支座的主要系列有:成品盆式橡胶支座的主要系列有:GPZGPZ、TPZ-1TPZ-1等。其等。其中,中,GPZGPZ表示由我国交通部中交公路规划设计院设计的系列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;盆式橡胶支座;TPZ-1TPZ-1则表示我国铁道部科学研究院设计的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列的盆式橡胶支座。这些系列支
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