第二篇第8章桥梁支座-课件

小 结第一节第一节第一节第一节 刚构桥的体系与构造特点刚构桥的体系与构造特点刚构桥的体系与构造特点刚构桥的体系与构造特点1.1.预应力配索特点预应力配索特点预应力配索特点预应力配索特点三向预应力体系三向预应力体系三向预应力体系三向预应力体系第二节第二节第二节第二节 连续刚构桥的主要尺寸连续刚构桥的主要尺寸连续刚构桥的主要尺寸连续刚构桥的主要尺寸主梁、立柱的确定主梁、立柱的确定主梁、立柱的确定主梁、立柱的确定第三节第三节第三节第三节 刚架桥计算简介刚架桥计算简介刚架桥计算简介刚架桥计算简介 恒载内力恒载内力恒载内力恒载内力考虑施工过程与体系变化考虑施工过程与体系变化考虑施工过程与体系变化考虑施工过程与体系变化 活载内力活载内力活载内力活载内力影响线加载影响线加载影响线加载影响线加载 次内力次内力次内力次内力温度、混凝土收缩徐变、地基温度、混凝土收缩徐变、地基温度、混凝土收缩徐变、地基温度、混凝土收缩徐变、地基 不均匀沉降不均匀沉降不均匀沉降不均匀沉降第四章第四章第四章第四章 实例实例实例实例7/14/20247/14/20241 1小 结第七章第七章第七章第七章 斜、弯桥计算分析简介斜、弯桥计算分析简介斜、弯桥计算分析简介斜、弯桥计算分析简介1斜桥斜桥斜桥斜桥l 截面形式截面形式截面形式截面形式斜板桥、斜肋梁桥、斜箱梁桥。斜板桥、斜肋梁桥、斜箱梁桥。斜板桥、斜肋梁桥、斜箱梁桥。斜板桥、斜肋梁桥、斜箱梁桥。l 受力特点、配筋构造。受力特点、配筋构造。受力特点、配筋构造。受力特点、配筋构造。2 2 弯桥弯桥弯桥弯桥l 受力特点受力特点受力特点受力特点(钝角反力大、负弯矩钝角反力大、负弯矩钝角反力大、负弯矩钝角反力大、负弯矩)及影响因素及影响因素及影响因素及影响因素(圆心角、桥圆心角、桥圆心角、桥圆心角、桥宽与曲率半径比宽与曲率半径比宽与曲率半径比宽与曲率半径比 值、弯扭刚度比、荷载如体积重心偏值、弯扭刚度比、荷载如体积重心偏值、弯扭刚度比、荷载如体积重心偏值、弯扭刚度比、荷载如体积重心偏心和离心力等心和离心力等心和离心力等心和离心力等)l 弯桥支承布置形式弯桥支承布置形式弯桥支承布置形式弯桥支承布置形式7/14/20247/14/20242 2第一章第一章 概述概述第二章第二章 混凝土梁式桥的构造与设计要点混凝土梁式桥的构造与设计要点第三章第三章 混凝土简支梁桥的计算混凝土简支梁桥的计算第四章第四章 连续梁桥的设计与计算连续梁桥的设计与计算第五章第五章 悬臂梁桥的设计与计算悬臂梁桥的设计与计算第六章第六章 混凝土刚构桥的设计与计算混凝土刚构桥的设计与计算第七章第七章 斜、弯桥计算分析简介斜、弯桥计算分析简介第八章第八章 梁式桥支座梁式桥支座7/14/20247/14/20243 3第八章 梁式桥支座第一节第一节 概述概述第二节第二节 支座的类型和构造支座的类型和构造第三节第三节 支座布置与计算支座布置与计算7/14/20247/14/20244 4l 支座的作用支座的作用传递上部结构的各种荷载传递上部结构的各种荷载适应温度、收缩徐变等因素产生的位移适应温度、收缩徐变等因素产生的位移和转动和转动l 按受力特性分为按受力特性分为固定支座固定支座活动支座：竖向力活动支座：竖向力(挠曲和伸缩时可挠曲和伸缩时可 转动与移动转动与移动)水平力水平力竖向力竖向力第一节 概述l 支座布置支座布置简支梁桥一般一端采用固定支座简支梁桥一般一端采用固定支座,一端采用活动支座。一端采用活动支座。连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座.支座的设置应有利于墩台传递水平力。支座的设置应有利于墩台传递水平力。梁截面可自由梁截面可自由转动不可移动转动不可移动7/14/20247/14/20245 5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铁路桥橡胶支座橡胶支座板式橡胶支座板式橡胶支座中小跨度公路桥盆式橡胶支座盆式橡胶支座大跨度连续梁桥第二节 支座的类型和构造选取支座选取支座因素因素桥梁结构的跨径桥梁结构的跨径 支点反力的大小支点反力的大小 梁体的变形程度等梁体的变形程度等7/14/20247/14/20246 6简易支座简易支座简易支座简易支座 采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于1cm1cm，可用于跨径小于可用于跨径小于可用于跨径小于可用于跨径小于10m10m的板梁桥的板梁桥的板梁桥的板梁桥钢支座钢支座钢支座钢支座弧形钢支座弧形钢支座弧形钢支座弧形钢支座 适用范围适用范围适用范围适用范围：跨径跨径跨径跨径1010 20m20m 第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20247 7钢支座钢支座钢支座钢支座弧形钢支座弧形钢支座弧形钢支座弧形钢支座构造特点构造特点构造特点构造特点：由上下垫板所组成，由上下垫板所组成，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下垫板顶面切剥成圆柱体下垫板顶面切剥成圆柱体下垫板顶面切剥成圆柱体固定支座需在上垫板上做固定支座需在上垫板上做固定支座需在上垫板上做固定支座需在上垫板上做齿槽齿槽齿槽齿槽(或销孔或销孔或销孔或销孔)，在下垫板上，在下垫板上，在下垫板上，在下垫板上焊以齿板焊以齿板焊以齿板焊以齿板(或销钉或销钉或销钉或销钉)，安装后使齿板嵌入齿槽安装后使齿板嵌入齿槽安装后使齿板嵌入齿槽安装后使齿板嵌入齿槽(或销钉伸入销孔或销钉伸入销孔或销钉伸入销孔或销钉伸入销孔)，以保证上下垫，以保证上下垫，以保证上下垫，以保证上下垫板之间不发生相对水平位移。板之间不发生相对水平位移。板之间不发生相对水平位移。板之间不发生相对水平位移。第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20248 8钢支座钢支座钢支座钢支座球形钢支座球形钢支座 固定支座固定支座 单向活动单向活动 多向活动多向活动第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20249 9 橡胶材料：橡胶材料：氯丁橡胶氯丁橡胶(最低气温不超过最低气温不超过-250C)天然橡胶天然橡胶(-300C-400C)三元乙丙胶三元乙丙胶(-450C)构造特点构造特点：常采用薄钢板或钢丝网作为加劲层以常采用薄钢板或钢丝网作为加劲层以 提高支座的竖向承载能力提高支座的竖向承载能力 活动机理活动机理：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角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微量水平位移利用其剪切变形实现微量水平位移 无固定和活动支座之分无固定和活动支座之分 性能指标性能指标：容许应力、弹性模量和剪切模量容许应力、弹性模量和剪切模量 容许剪切的正切值容许剪切的正切值 适用范围适用范围：支座反力为支座反力为70-3600kN的公路、城市桥梁的公路、城市桥梁 橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座1、板式橡胶支座板式橡胶支座矩形、圆形矩形、圆形第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20241010 橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座1、板式橡胶支座、板式橡胶支座第二节 支座的类型和构造 形形状状系系数数S S与与性性能能指指标标有有关关，为为橡橡胶胶支支座座的的承承压压面面积积与自由表面积之比，矩形支座为：与自由表面积之比，矩形支座为：a 顺桥方向橡胶支座的长度顺桥方向橡胶支座的长度 b 横桥方向橡胶支座的宽度横桥方向橡胶支座的宽度 t 中间橡胶层的厚度。中间橡胶层的厚度。根根据据支支座座稳稳定定的的要要求求，支支座座的的总总厚厚度度不不得得大大于于平平面面最小尺寸的最小尺寸的30%7/14/20247/14/20241111bat形状系数形状系数7/14/20247/14/202412122、四氟滑板式橡胶支座、四氟滑板式橡胶支座表面粘表面粘2-4mm聚聚四氟乙烯板四氟乙烯板 摩擦系数小摩擦系数小 橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座第二节 支座的类型和构造圆形支座形圆形支座形状系数状系数7/14/20247/14/20241313桥梁球冠圆板式橡胶支座桥梁球冠圆板式橡胶支座桥梁球冠圆板式橡胶支座桥梁球冠圆板式橡胶支座平面上各向同性，以平面上各向同性，以平面上各向同性，以平面上各向同性，以球冠调节受力球冠调节受力球冠调节受力球冠调节受力3、其它类型板式橡胶支座、其它类型板式橡胶支座 橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20241414坡型板式橡胶支座坡型板式橡胶支座坡型板式橡胶支座坡型板式橡胶支座 3 3、其它类型板式橡胶支座、其它类型板式橡胶支座、其它类型板式橡胶支座、其它类型板式橡胶支座 橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座第二节 支座的类型和构造球冠、坡型板式橡胶支座适用范围较广球冠、坡型板式橡胶支座适用范围较广球冠、坡型板式橡胶支座适用范围较广球冠、坡型板式橡胶支座适用范围较广 7/14/20247/14/20241515 铅芯橡胶支座铅芯橡胶支座3 3、其它类型板式橡胶支座、其它类型板式橡胶支座、其它类型板式橡胶支座、其它类型板式橡胶支座 橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/202416164 4、盆式橡胶支座、盆式橡胶支座、盆式橡胶支座、盆式橡胶支座 钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座。钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座。具具有有承承载载能能力力大大、水水平平位位移移量量大大、转转动动灵灵活活等等特特点点，适适用于支座承载力为用于支座承载力为1000KN1000KN以上的大跨径桥梁。以上的大跨径桥梁。固定支座固定支座 活动支座活动支座 承载力承载力1000-50000kN1.水平位移水平位移40 250mm2.转角转角403.设计摩阻系数设计摩阻系数0.05 橡胶支座橡胶支座橡胶支座橡胶支座第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20241717盆式橡胶支座构造要点盆式橡胶支座构造要点盆式橡胶支座构造要点盆式橡胶支座构造要点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.密封胶圈密封胶圈第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/202418187/14/20247/14/20241919固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座l l多向活动支座（多向活动支座（多向活动支座（多向活动支座（DXDX）第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20242020l l纵向活动支座（纵向活动支座（纵向活动支座（纵向活动支座（ZXZX）固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20242121l l固定支座（固定支座（固定支座（固定支座（GDGD）固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座固定与滑动盆式橡胶支座第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/202422225 5、其它支座、其它支座、其它支座、其它支座 QGZ QGZ球型钢支座球型钢支座球型钢支座球型钢支座第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20242323QGZ QGZ 球型钢支座、拉力支座和抗震支座等。球型钢支座、拉力支座和抗震支座等。球型钢支座、拉力支座和抗震支座等。球型钢支座、拉力支座和抗震支座等。5 5、其它支座、其它支座、其它支座、其它支座第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20242424第二节 支座的类型和构造u 成品板式橡胶支座的选配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，只需根据标准成成品的板式橡胶支座早已形成系列，只需根据标准成品支座的目录，选配合适的产品。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中，我国交通部颁布的成品板式橡胶支座代号表示方法中，交通部交通部JT标准第标准第5.1条：名称、型式、规格及胶种。条：名称、型式、规格及胶种。GJZ300 400 47(CR)公路桥梁矩形、平面尺寸公路桥梁矩形、平面尺寸300 400、厚度为厚度为47的氯丁橡胶支座的氯丁橡胶支座GYZF4300 54(NR)公路桥梁圆形、直径公路桥梁圆形、直径300、厚度为、厚度为54、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座除常用支座外，还有一些特制支座，如同济大学桥梁工程除常用支座外，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。系研制的球冠支座、抗震支座等。7/14/20247/14/20242525u 成品盆式橡胶支座的选配成品盆式橡胶支座的选配 系列系列 GPZ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我国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶支座我国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶支座 还有其它科研院所设计的类同系列的盆式橡胶支座。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。结构，并非有明确的公路、铁路或其它工程结构之分。吨位：吨位：1000-50000kN，最多分为近，最多分为近40个分级；个分级；DX、SX、GD单向单向、双向活动支座及固定支座；、双向活动支座及固定支座；GDZ抗震型固定支座的代号抗震型固定支座的代号第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20242626 地区适用性地区适用性地区适用性地区适用性 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第二节 支座的类型和构造 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l 首先考虑容许转角及水平承受的推力能否满足要求首先考虑容许转角及水平承受的推力能否满足要求 转角特大，可采用球型支座转角特大，可采用球型支座l 需根据桥梁结构图式的要求决定需根据桥梁结构图式的要求决定 在一般情况下，固定端选用固定支座，活动端选用活动支座在一般情况下，固定端选用固定支座，活动端选用活动支座l 横向位移要求横向位移要求 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，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这时可将单方向活动支座转过90横置梁下，使其顺桥向起固定支横置梁下，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。座的作用下，而横桥向则起活动支座的作用。7/14/20247/14/20242727 承载能力的合理选择承载能力的合理选择 因素因素：桥梁恒载、活载的支点反力之和及墩台上设置支座桥梁恒载、活载的支点反力之和及墩台上设置支座 数目数目要求要求：最大反力不超过支座容许承载力的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最小反力不低于容许承载力的80%规定最小反力的目的：规定最小反力的目的：保证支座具有良好的滑移性能保证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。于规定的数值，则磨擦系数将会增大。第二节 支座的类型和构造7/14/20247/14/20242828 承载能力的合理选择承载能力的合理选择 第二节 支座的类型和构造支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储备，如计支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储备，如计支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储备，如计支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储备，如计算得一个支座最大反力为算得一个支座最大反力为算得一个支座最大反力为算得一个支座最大反力为41004100，最小反力为，最小反力为，最小反力为，最小反力为37003700，选用，选用，选用，选用承载力为承载力为承载力为承载力为40004000的支座。因为的支座。因为的支座。因为的支座。因为40004000支座的允许支反力变化支座的允许支反力变化支座的允许支反力变化支座的允许支反力变化范围是范围是范围是范围是3200320042004200，不要从更安全的角度考虑加大支座，不要从更安全的角度考虑加大支座，不要从更安全的角度考虑加大支座，不要从更安全的角度考虑加大支座的承载力而选用的承载力而选用的承载力而选用的承载力而选用50005000的支座。的支座。的支座。的支座。50005000支座最低合适的承载支座最低合适的承载支座最低合适的承载支座最低合适的承载力是力是力是力是40004000而最小支反力而最小支反力而最小支反力而最小支反力37003700已小于此值，故不宜选用。已小于此值，故不宜选用。已小于此值，故不宜选用。已小于此值，故不宜选用。虽然规定最大反力不超过容许承载力的虽然规定最大反力不超过容许承载力的虽然规定最大反力不超过容许承载力的虽然规定最大反力不超过容许承载力的5%5%，但支座实，但支座实，但支座实，但支座实际安全系数一般在际安全系数一般在际安全系数一般在际安全系数一般在5 5%5 5%以上。以上。以上。以上。7/14/20247/14/20242929一、支座布置一、支座布置l 原则原则有利于墩台传递纵向水平力、有利于梁体的自由变形有利于墩台传递纵向水平力、有利于梁体的自由变形l 主要布置方式主要布置方式 坡桥坡桥固定支座宜布置在高程低的墩台上固定支座宜布置在高程低的墩台上 纵坡纵坡1%或横坡或横坡2%，支座梁底局部设楔，支座梁底局部设楔(xie)形构造形构造 简支梁桥简支梁桥每跨每跨1固定支座固定支座+1活动支座活动支座 多跨时固定支座置于桥台，桥墩多跨时固定支座置于桥台，桥墩1固固+1活，高墩活，高墩2活活连续梁桥连续梁桥每一联设置每一联设置1固定支座，且靠近温度中心设置，固定支座，且靠近温度中心设置，其余墩台设置活动支座其余墩台设置活动支座悬臂梁桥悬臂梁桥锚固孔一侧固定支座，一侧活动支座，挂空同简支梁锚固孔一侧固定支座，一侧活动支座，挂空同简支梁第三节 支座布置与计算7/14/20247/14/20243030二、支座受力特点二、支座受力特点l 作用在支座上的竖向力有结构自重的反力。在计算汽车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上拔力时，应分别计算支座的最大竖向力和最大上拔力l 直线桥梁的支座，一般仅需计入纵向水平力。斜桥和弯直线桥梁的支座，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因如风力等产生的横向水平力第三节 支座布置与计算7/14/20247/14/20243131二、支座受力特点二、支座受力特点l 汽车荷载产生的制动力，应按照公路桥涵设计规范要汽车荷载产生的制动力，应按照公路桥涵设计规范要 求，根据车道数确定。求，根据车道数确定。刚性墩台各种支座传递的制动力：按规范中的规定采刚性墩台各种支座传递的制动力：按规范中的规定采用每个活动支座传递的制动力不得大于其摩阻力；用每个活动支座传递的制动力不得大于其摩阻力；采用厚度相等的板式橡胶支座时，制动力可平均分配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至各支座l 对于梁桥，地震地区桥梁支座的外力计算，应根据设计对于梁桥，地震地区桥梁支座的外力计算，应根据设计 地震烈度，按地震烈度，按公路工程抗震设计规范公路工程抗震设计规范的规定进行计的规定进行计 算和组合算和组合第三节 支座布置与计算7/14/20247/14/20243232小 结第九章第九章第九章第九章 梁式桥支座梁式桥支座梁式桥支座梁式桥支座1 1 概述概述概述概述 l l 作用作用作用作用l l 分类分类分类分类简易、钢支座和橡胶支座简易、钢支座和橡胶支座简易、钢支座和橡胶支座简易、钢支座和橡胶支座(板式、盆式板式、盆式板式、盆式板式、盆式)固定、活动固定、活动固定、活动固定、活动(多向、单向多向、单向多向、单向多向、单向)l l 布置布置布置布置简支梁、连续梁简支梁、连续梁简支梁、连续梁简支梁、连续梁2 2 类型和构造类型和构造类型和构造类型和构造l 简易、钢支座和橡胶支座简易、钢支座和橡胶支座简易、钢支座和橡胶支座简易、钢支座和橡胶支座(板式、盆式板式、盆式板式、盆式板式、盆式)及其它支座构造及其它支座构造及其它支座构造及其它支座构造 与合理选择与合理选择与合理选择与合理选择3 3 支座布置与计算支座布置与计算支座布置与计算支座布置与计算 坡桥、简支梁、连续梁和悬臂梁。坡桥、简支梁、连续梁和悬臂梁。坡桥、简支梁、连续梁和悬臂梁。坡桥、简支梁、连续梁和悬臂梁。7/14/20247/14/20243333谢谢！谢谢！3435