第七章桥梁支座

桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
• 为了减少钢板接触面上的摩擦力以免阻 碍纵向滑动，可将钢板的接触面在刨床上 刨光并涂以石墨润滑剂（但是有时积垢与 锈蚀常使这种支座“冻死”失效）。将薄 铅板夹于钢板之间虽有助益，但铅板经常 被挤出来。若能免除污垢、灰尘，则嵌有 石墨化合物自行润滑的青铜平板就能良好 地工作。
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
图7-9 简易垫层支座
对于标准跨径小于10m的简支桥或简支梁桥（公路 桥跨径在10m以内，铁路梁桥跨径小于4~5m的小跨 径桥梁），为方便简单起见，可以不设专门的支座 结构，而直接使板或梁的端部支承在几层油毛毡或
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
石棉做成的简易垫层上面，如需在梁的一端 设置固定支座时，则在墩台中预埋铆钉， 然后使它穿入到预埋于板或梁端中的套管 内。垫层经压实后的厚度不应小于1cm。实 践经验指出，这种简易垫层的变形性能较 差。为了防止墩、台顶部前缘被压碎并避 免上部结构端部和墩、台顶部可能被拉裂 ，通常应将墩、台顶部的前缘削成斜角， 并最好在板或墩、台顶部内增设1~2层钢筋 网予以加强。
• 随着桥梁结构体系发展的日新月异，支座种类也 不断增加。在20世纪60年代以前，桥梁中使用的 几乎都是钢支座。随着材料工业的发展，出现了 橡胶支座及使用聚四氟乙烯板的平面滑动支座， 20世纪60年代又出现了盆式橡胶支座与板式橡胶 支座，并且很快发展成为最主要的桥梁支座形式 。在20世纪70年代开始研制的球形支座，并且很 快在弯梁桥上应用。 • 桥梁支座具体可根据桥梁跨径长短、支座反力大 小、支座允许的转动和位移量、选用的支座材料 以及对桥梁变形和本身建筑高度、以及满足桥梁 抗震、防震等要求选用。 • 按支座容许变形的可能性划分，通常有固定支座 和活动支座，活动支座又包括单向活动支座和双 向活动支座。
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
• 下支座板顶面曲率半径应根据赫兹接触线 应力公式进行检算：
0.423 PE / r
• 式中，P—支座反力； • E—钢的弹性模量； • r—下支座板顶面曲率半径。
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
• 弧型支座在使用过程中，经常发生转动不 灵活或锚栓（齿板）剪断的现象。主要原 因是由于弧型接触面接触应力过大被压平 ，使支座转动困难，伸缩时要克服较大的 摩阻力，同时由于支座锚栓（齿板）与梁 底钢板焊接后，使锚栓抗剪强度降低。所 以只能适用于较小跨度的梁，弧型支座一 般用于跨度在 16 m以下（规定要求在 8~12m）的铁路桥上。这种支座目前已较少 采用，只在一些老桥上还能看到，不少桥 梁的弧型支座已被板式橡胶支座所代替。
• 1、 铸钢支座
• 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
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
种传统型式的支座。铸钢支座承载能力较大，但其 构造尺寸大、耗钢量多、刚度过大、传力急剧， 容易造成下部结构损坏。而且铸钢支座易锈蚀， 养护费用高，维修较困难பைடு நூலகம் • 多数钢支座绝大部分在构造上都有其相同点： 上摆、下摆。摇轴和辊轴支座还包括摇轴（可以 看作为下摆）、辊轴与底板。 • 视跨度与荷载大小，钢支座常见种类有平板支 座、弧形支座、摇轴支座和辊轴支座等几种。
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
1）平板支座 • 平板支座是桥梁支座最早而又最简单的一种支座 型式。它由上、下摆两块平面钢板组成，固定支 座的上、下平板间用钢销固定。活动平板支座只 将上平板销孔改成长圆形。 • 平板支座构造简单、加工容易，但其缺点是反力 不集中，梁端不能自由转动，伸缩时要克服较大 的摩阻力，而且梁的支承端也不能完全自由旋转 。所以平板支座一般用于小跨度桥梁，在铁路桥 上可用到8 m跨度，在公路桥中常用到12～15 m的 跨度。目前平板支座大部分已被板式橡胶支座所 取代。
7.2 桥梁支座的类型和构造
• 7.2.1简易垫层支座
• 简易垫层支座，是指在梁底与墩台之间设置垫层 来支承上部结构。垫层材料有油毛毡、石棉或铅 板等，主要是利用这些材料的柔韧特性以此来适 应梁端较小的转动，也正是这些材料的本身特性 从而使它的使用寿命较其它支座相比明显降低， 并且适用范围也很小，这在下面的应用条件也容 易看出。简易垫层支座在我国早期的中小跨径桥 梁中应用较多，目前已不常用。
第7章 桥梁支座
桥梁工程系
第7章 桥梁支座
• • • • 7.1 概 述 7.2 桥梁支座的类型和构造 7.3 桥梁支座的设计和计算 7.4 减隔震支座
桥梁工程系
7.1 概述
桥梁支座（Bridge bearing）是设置在桥梁上部结构和下部 结构之间的重要部件，其作用是将桥梁上部结构在各种荷 载作用下所产生的反力（包括静载、活载、制动力和风力） 和变形（位移和转角）传递给桥梁下部结构，并且使得桥 跨结构能够适应温度变化、混凝土收缩徐变等因素所产生 的位移，从而使桥梁上下结构受力情况更能符合结构的静 力图式。
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
• ②对于纵桥向设有两个支座的桥墩而言，最好能 让制动力的方向指向桥墩中心，使制动力能抵消 一部分竖向荷载所产生的偏心距。 • ③对于桥台而言，最好能让制动力的方向指向堤 岸，使墩台顶部的圬工材料处于受压状态，由此 能平衡一部分台后土压力。 • ④在区间平道上，支座设置在重车方向的前端， 对于双线桥，两线固定支座均设于两端中主要重 车方向的前端。 • 对于其它一些特殊桥梁的布置原则要满足相应 的规定规范标准。 • 桥梁支座通常用钢、橡胶或混凝土等材料来制 作。从简易的垫层支座到加工复杂的铸钢辊轴支 座，类型很多。本节主要介绍一些常用的支座类 型。 桥梁工程系
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
图7-4 曲线梁桥支座布置示意图
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
• （4）对于悬臂梁桥，锚固跨一侧设固定支座，另 一侧设活动支座。 • 铁路桥梁固定支座、活动支座的布置应遵循以下 原则： • ①对于桥跨结构而言，最好要使梁（支承处） 的下缘在制动力的作用下受压，从而抵消一部分 竖向荷载在下缘产生的拉力。一般固定支座设置 在坡桥较低侧以及行车方向的前方侧。在车站附 近，固定支座宜设置在车站一侧，对于坡道应设 置在高程较低一侧。
（2）活动支座 活动支座则只能传递竖向力，它允许上部结构既能 转动又能水平移动。 ①单向活动支座。它在承担竖向反力的同时，能约 束顺桥向、横桥向水平位移中的一个方向的线位 移。
②多向活动支座。它仅承担竖向反力，容许顺
桥向、横桥向两个方向发生线位移。其中 梁式桥主要用固定支座和单向活动支座。
桥梁工程系
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
7.2.2钢支座
• 钢支座是靠钢部件的滚动、摇动和滑动来完成 支座的位移和转动功能。其最大的特点是承载 能力高，能适应桥梁的位移和转动的需要。 钢支座系列以竖向承载力为主参数，分16级（ 单位为kN）：800、1200、1600、2000、2300、 2600、3000、4000、5000、6000、7000、8000 、10000、13000、16000和20000。活动支座纵 向允许位移值分7级（单位为mm）：20、30 、40、50、80、120、150。横向活动支座 允许位移值分2级（单位为mm）：10、20。
7.2 桥梁支座的类型和构造
• 桥梁支座应根据不同情况进行布置： • （1）对于简支梁桥，一端设固定支座，另一端设活动支 座。T构桥的挂孔按简支梁处理。 （ 2 ）对于多跨连续梁桥，一般每联只有一个固定支座。为 避免活动端的伸缩变形过大，一般将固定支座设在每联的 中间桥墩上。但若该处墩身较高，则应考虑避开，或采取 特殊措施，以避免该墩顶承受过大的水平力（这导致墩底 弯矩过大）。
7.2 桥梁支座的类型和构造
能移位。图7.7所示为活动摇轴支座，图7.8为固定摇 轴支座。 以往由于摇轴支座上下摆顶面和底面曲面半径 不一致，因而在转动时受到的约束阻力较大，所 以目前设计的摇轴支座顶、底面为同心圆的一部 分，以便于支座的自由转动。铰接摇轴支座是摇 轴支座的一种改进型式，其优点是最终能准确控 制支座排列位置，但有时也会产生“冻死”不转 动现象。
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
• 2）弧形支座。 • 弧型支座由两块厚度约为4~5cm铸钢制成的上、 下支座板和销钉组成，如图7-10所示。
•
图7-6 弧形支座示意图
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
它按约束情况可分为齿槽式和销钉式两种。上支座板是一块 平直的矩形钢板，下支座板是一块顶面呈圆弧形的钢板，并 且分别预埋在主梁端部和墩（台）帽中，这样，上垫板沿着 下垫板弧形接触面的相对滑动和转动实现了活动支座的功能 要求。上、下支座板之间在销钉孔处设有销钉（或齿板）， 并且通过销钉（或齿板）的抗剪来承受水平力的作用。通常 应使齿槽比齿板宽2mm，且齿板顶部应削斜，从而可以使上 垫板自由转动。当用销钉固定时，销钉直径也应较销孔小 2mm，且伸出的顶头也应做成顶部缩小的圆锥形。但是这种 支座目前已较少采用，只在一些老桥上还能见到，固定支座 的上、下支座板的销钉孔均为圆孔，由销钉承受纵向水平力。 活动支座的销钉孔为长圆孔，以使支座可做少量的滑移。
桥梁工程系
7.1 概述
桥梁支座主要作用具体表现如下三点： •（1）使反力明确地作用到墩台的指定位置，并 将集中反力扩散到一个足够大的面积上，以保证 墩台工作的安全可靠。 •（2）保证桥跨结构在支点按计算图式所规定的 条件变形。 •（3）保证桥跨结构在墩台上的位置充分固定， 不至滑落。
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
桥梁工程系
7.2 桥梁支座的类型和构造
⑴固定支座。主要承担桥跨结构支承处顺桥向、横桥向的水 平力和竖向反力，并约束相应的线变位。固定支座既要固 定主梁在墩台上的位置并传递竖向力和水平力，又要保证 主梁发生挠曲变形时在支承处能自由转动。 。