橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)部件。它能將橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力和變形(位移和轉(zhuǎn)角)可靠的傳遞給橋梁下部結(jié)構(gòu),從而使結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況與計(jì)算的理論圖式相符合。
架設(shè)于墩臺(tái)上,頂面支承橋梁上部結(jié)構(gòu)的裝置。其功能為將上部結(jié)構(gòu)固定于墩臺(tái),承受作用在上部結(jié)構(gòu)的各種力,并將它可靠地傳給墩臺(tái);在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下,支座能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角和位移,使上部結(jié)構(gòu)可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。
橋梁支座的構(gòu)造應(yīng)符合上部結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算圖式,如支承壓力通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)傳遞時(shí),支座應(yīng)設(shè)計(jì)成只能容許結(jié)構(gòu)端部轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移動(dòng)的固定支座;如支承壓力通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)且作用在一定的方向傳遞時(shí),則應(yīng)設(shè)計(jì)成既能轉(zhuǎn)動(dòng)又能移動(dòng)的活動(dòng)支座。梁式橋支座有水平雙向固定支座(即固定支座)、水平雙向活動(dòng)支座(或稱雙向活動(dòng)支座)、水平一向固定一向活動(dòng)支座(即活動(dòng)支座)三種,其布置根據(jù)橋梁寬度而定。在窄橋中一般只要求沿行車方向自由伸縮移動(dòng),其各類支座布置方式如圖1a;在寬橋中,因上部結(jié)構(gòu)橫向變形也較大,則要求按圖1b的方式布置。
橋梁支座
支座是橋梁的重要傳力裝置,設(shè)計(jì)中除考慮其應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和自由的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)性能外,還應(yīng)注意便于維修和更換,施工中應(yīng)重視座板下混凝土墊層的平整,并應(yīng)根據(jù)氣溫確定其安放位置;在地震區(qū)應(yīng)考慮抗震措施。
分別按變形的可能性、所用材料、結(jié)構(gòu)形式三種方法分類。
(一)按支座變形可能性分類
網(wǎng)架橡膠支座
1)固定支座;
2)單向活動(dòng)支座;
3)多向活動(dòng)支座。
(二)按支座所用材料分類
1)鋼支座:平板支座、弧形支座、搖軸支座、輥軸支座。
2)是否帶滑動(dòng)能力劃分支座:滑動(dòng)支座、固定支座。
3)橡膠支座:板式橡膠支座(含四氟滑板板式橡膠支座)、盆式橡膠支座、鉛芯橡膠支座、[1] 高阻尼隔震橡膠支座。
(三)按支座的結(jié)構(gòu)形式分類
球形支座
1)弧形支座
2)搖軸支座
3)輥軸支座
4)板式橡膠支座和四氟版式橡膠支座
5)盆式橡膠支座
6)球形鋼支座
7)拉壓支座等。
橋梁支座類型很多,主要根據(jù)支承反力、跨度、建筑高度以及預(yù)期位移量來(lái)選定。
傳統(tǒng)的常用橋梁支座有:墊層支座、平板支座、弧形支座、搖軸支座、鉸式固定支座以及鉸式輥軸支座等。
①墊層支座。用油毛氈或石棉板做成墊層支承上部結(jié)構(gòu),用于跨度小于6米(鐵路橋)或10米(公路橋)的簡(jiǎn)支板式橋和梁式橋。
②平板支座。由上、下兩塊平面鑄鋼板(座板)構(gòu)成,用于跨度小于8米或12米的梁式橋。座板之間如加設(shè)銷釘,即可構(gòu)成固定支座。
③弧形支座。其活動(dòng)支座系由平板支座中的下座板改為圓弧面板而成(圖2a),可提高其滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)性能,用于跨度小于20米的公、鐵路橋。在座板間加銷釘即成固定支座。
④搖軸支座。用鑄鋼搖軸與上、下座板組成(圖2b)的活動(dòng)支座,用于中等跨度梁式橋。
⑤鉸式固定支座。由鑄鋼上、下擺組成(圖2c),兩擺之間嵌以擺卡,以控制橫向滑動(dòng)。是用于大跨度梁式橋的固定支座。
⑥鉸式輥軸支座。 在鉸式固定支座的下擺下面加設(shè)鍛鋼輥軸和鑄鋼座板而成(圖2d),輥軸的數(shù)量及尺寸根據(jù)支承反力的大小來(lái)確定。常用于大跨度梁式橋的活動(dòng)支座。
⑦雙向活動(dòng)支座。系由兩層互相疊置,而在正交的兩個(gè)方向均能滾動(dòng)的鉸式輥軸支座構(gòu)成,用于寬度大的梁式橋。
布置
橋梁支座的布置主要和橋梁的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。通常在布置支座時(shí)需要考慮以下的基本原則:
(1)上部結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)時(shí),支座應(yīng)能同時(shí)適應(yīng)橋梁順橋向(X方向)和橫橋向(Y方向)的變形;
(2)支座必須能可靠的傳遞垂直和水平反力;
(3)支座應(yīng)使由于梁體變形所產(chǎn)生的縱向位移、橫向位移和縱、橫向轉(zhuǎn)角應(yīng)盡可能不受約束;
(4)橋梁通常必須在每聯(lián)梁體上設(shè)置一個(gè)固定支座;
(5)當(dāng)橋梁位于坡道上,固定支座一般應(yīng)設(shè)在下坡方向的橋臺(tái)上;
(6)當(dāng)橋梁位于平坡上,固定支座宜設(shè)在主要行車方向的前端橋臺(tái)上;
(7)固定支座宜設(shè)置在具有較大支座反力的地方;
(8)在同一橋墩上的幾個(gè)支座應(yīng)具有相近的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度;
(9)連續(xù)梁可能發(fā)生支座沉陷時(shí),應(yīng)考慮制作高度調(diào)整的可能性。
總之,橋梁支座的布置原則是既要便于傳遞支座反力,又要使支座能充分適應(yīng)梁體的自由變形。
橋梁支座安裝
(1)在支座安裝之前應(yīng)對(duì)支座的安裝位置進(jìn)行測(cè)量檢驗(yàn),支座安裝平面應(yīng)和支座的滑動(dòng)平面或滾動(dòng)平面平行,其平行度的偏差不宜超過(guò)2‰。
(2)支座安裝前應(yīng)對(duì)活動(dòng)支座頂、底板的相對(duì)位置進(jìn)行檢查。
(3)支座安裝后,滾動(dòng)和滑動(dòng)平面應(yīng)水平,其與理論平面的斜度不大于2‰。支座上、下板中心應(yīng)對(duì)中,其偏差不大于2‰。
(4)為保證支座安裝平整,一般應(yīng)在支座底面與支撐墊石頂面之間,搗筑20~50mm厚的干硬性無(wú)收縮砂漿墊層。
為了保證橋梁支座的施工質(zhì)量,以及安裝、調(diào)整、觀察及更換橋梁支座的方便,不管是采用現(xiàn)澆梁法還是預(yù)制梁法施工,不管是安裝何種類型的橋梁支座,在墩臺(tái)頂設(shè)置支撐墊石是必須的。
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