淺談橋梁支座設(shè)計理論

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1、淺談橋梁支座設(shè)計理論【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)輸量不斷增加，橋梁在運(yùn)輸屮起著關(guān)鍵的作用。因此，做好橋梁支座的設(shè)計尤為重要。本文通過對橋梁支座的作用和種類進(jìn)行了介紹，結(jié)合橋梁的布置方式，提出了橋梁支座的設(shè)計原則和設(shè)計方法，針對橋梁支座的抗震設(shè)計做了重要分析，具有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義?！娟P(guān)鍵詞】橋梁；支座；設(shè)計；抗震設(shè)計；分析中圖分類號：U445文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A一、IJO§隨肴我國橋梁工程建設(shè)取得了快速發(fā)展，橋梁最大跨度在不斷被刷新，橋梁支座噸位也隨之節(jié)節(jié)攀升。在橋梁結(jié)構(gòu)中，橋梁支座起著重要作用。支座是橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的連接點，其作用是將上部

2、結(jié)構(gòu)的荷載舒適、安全地傳遞到橋梁墩臺上去，同時保證上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化、混凝土收縮徐變等因素作用下的自由變形。因此，做好橋梁支座的設(shè)計，仍然具有重要的現(xiàn)實意義。二、橋梁支座的作用和種類支座是橋跨結(jié)構(gòu)的支撐部分，其設(shè)置在梁板式體系屮主梁與墩臺之間，作用是將橋跨結(jié)構(gòu)的荷載反力傳遞到墩臺上，并將集中反力擴(kuò)散到一個足夠大的面積上，以保證墩臺丁作的安全可靠；支座也能保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化、混凝土收縮等因素作用下自由地變形，使結(jié)構(gòu)實際受力時情況與結(jié)構(gòu)的受力模型相符；是保證橋跨結(jié)構(gòu)在墩臺上的位置充分固定，使其不至滑落。根據(jù)制作橋梁支座所選用的

3、材料進(jìn)行分類，有橡膠支座、鋼支座、鉛芯支座。橡膠支座是近年來最常用的橋梁支座，當(dāng)梁體受到順橋向或橫橋向的水平力時，橡膠支座可以通過剪切形變或者滑板移動實現(xiàn)梁體位移。根據(jù)橋梁支座的結(jié)構(gòu)形式分類，有圓柱面支座、球形支座、板式橡膠支座、輾軸支座、球冠圓板式橡膠支座、盆式橡膠支座以及減震支座等。作為結(jié)構(gòu)部件，支座要承受高壓力，在傳力時，結(jié)構(gòu)要得當(dāng)，應(yīng)力不能過度集中，否則傳力會不通暢。簡支梁橋每一跨的兩端分別設(shè)置活動支座和固定支座;簡支梁橋有多個跨時，不能在一個橋墩上布置相鄰兩跨的固定支座，如果個別橋墩較高，可以將相鄰兩跨的活動支座都布置在它上面，

4、以降低水平力；對于板式橡膠支座，并不區(qū)分支座類型，每一個支座會均分橋跨結(jié)構(gòu)對墩臺的水平作用力。連續(xù)橋梁施工時，最好將固定支座設(shè)置在靠近中間的橋墩上，對于梁的其他橋墩，則設(shè)置活動支座，這樣可以保證梁的兩端同時分擔(dān)全梁的縱向變形。對于坡橋，施工時應(yīng)該在標(biāo)高比較低的墩臺上設(shè)置固定支座，而對于懸臂梁橋，其支座的施工方式和簡支梁橋是一樣的。支座的合理布置橋梁的結(jié)構(gòu)體系不同，橋梁的寬度不同，都將影響橋梁支座的布置情況，橋梁支座的布置應(yīng)該兼顧沿橋方向與垂直于橋梁方向?qū)ψ冃蔚囊?。對簡支橋梁（裝配式空心板或T形梁橋），通常做成“浮動體系”，可以選用板式橡

5、膠支座來達(dá)到這一目的。為了使所有墩臺平均分擔(dān)橋跨結(jié)構(gòu)傳來的水平力，需要把固定支座安裝在橋臺上，每個橋墩上布置一組活動支座，一組固定支座。當(dāng)遇到高墩時，應(yīng)盡量減小其所受的水平作用力，而把相鄰兩跨的活動支座都布置在高墩上。対連續(xù)梁橋,通常情況下是這樣的，每一個連續(xù)單元中只布置一個固定支座，其他橋墩位置均布置活動支座。有些時候，支座還有可能出現(xiàn)拉力，此時應(yīng)設(shè)置承拉支座。當(dāng)連續(xù)梁與橋墩固定連接時，不需要設(shè)置支座，但橋墩的設(shè)計要有一定的柔性，以滿足橋梁縱向位移的要求。對懸臂梁橋，錨固孔主座布置要求一側(cè)固定，一側(cè)活動。牛腿處的支座可設(shè)置一個固定支座和

6、一個活動支座，也可以都做成固定的。對于斜橋，布置支座時應(yīng)盡可能使支座允許的位移方向與行車道中線保持一致，以免支座受到過大側(cè)向剪力而破壞，或者使橋梁產(chǎn)牛過大附加內(nèi)力而威脅橋梁安全。四、橋梁支座的設(shè)計原則對于任何橋梁設(shè)計，支座在橋梁部位始終是水平安裝的。因此，支座的設(shè)計受力在理論上也始終假定是均勻的。所以，設(shè)計人員在橋梁設(shè)計中，選擇支座型號的原則有：1?能夠承擔(dān)在規(guī)定橋上最不利荷載作用下是安全的；2.在偶然荷載作用下是安全的；3.冇變形能力，有一定的抗老化年限；4?能在一定范圍內(nèi)考慮施工引起的偏差后，還能正常的工作；5.滑動支座還要考慮盡可能

7、減小支座與梁板的摩擦系數(shù)、最大滑移量等。五、支座設(shè)計方法1?確定支座的尺寸支座尺寸包括支座平面面積與支座高度兩部分?jǐn)?shù)據(jù)的確定。支座平面面積可以這樣計算：其中Nmax為最大的支點反力；A為橡膠支座的平面面積；為支座的平均許用應(yīng)力。支座高度由橡膠高度與鋼板高度兩部分構(gòu)成，橡膠高度由支座所要提供的剪切變形量（它將決定縱向位移量）來確定，而且要符合規(guī)范中要求總高度小于等于支座沿橋縱向長度的1/5的規(guī)定。鋼板高度即為約束橡膠片各層薄鋼片的厚度之和。2、驗算支座偏轉(zhuǎn)與壓縮變形。橋跨結(jié)構(gòu)在支座處會產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，支座通過不均勻壓縮來提供這種轉(zhuǎn)動能力，同時支座

8、與橋跨結(jié)構(gòu)之間不能有“脫空”現(xiàn)象發(fā)生，支座的平均壓縮量越大這種轉(zhuǎn)動能力就越強(qiáng)，這就要求在轉(zhuǎn)角一定的條件下，支座要保證一個最小的平均壓縮量As,Zs可以這樣求得：其中，E為橡膠支座的彈性模量；