《桥梁支座计算》PPT课件
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支座计算
一、支座受力特点
•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
出现上拔力时，应分别计算支座的最大竖向力和最大 上拔力。
•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
或其它原因如风力等产生的横向水平力。
另外，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。
a
11
a
1
一、支座受力特点
•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。
刚性墩台各种支座传递的制动力，按规范中的规定采用。 其中， 规定每个活动支座传递的制动力不得大于其摩 阻力；当采用厚度相等 的板式橡胶支座时，制动力可 平均分配至各支座。
•对于梁桥，地震地区桥梁支座的外力计算，应根据设
---橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数采用0.3
H T ---与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；橡胶支座与 混凝土表面的摩阻系数采用0.3；与钢板的摩阻系数采用0.2；
GA D ---活载制动力分在一个支座上的水平力；温度变化等因素分在一个 t 支座上的水平力。
a
9
（四）成品板式橡胶支座的选配
h
a
由
tg [tg]
t
有
t
[tg
]
a
4
[tg ] --橡胶片容许剪切角的正切，可取用0.5～0.7，不计活载制
动力时用0.5；计及活载制动力时取用0.7，则上式可写成：
t 2D
t1.4( 3DL)
D --由上部结构温度变化、桥面纵坡等因素，引起支座顶面相
对于底面的水平位移。当跨径为L的简支梁桥两端采用等厚橡
胶支座时，因温度变化每个支座承担的水平位移可取简支梁 向温变变形的一半，即:
D0.5t l
a
5
L --由制动力引起在支座顶面相对于底面的水平位移，可 按下式计算
L
HT t 2GA
H T --活载制动力在一个支座上的水平力；
G --- 橡胶的剪切模量，
A --- 橡胶支座的面积。
a
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
（二）支座偏转与平均压缩变形验算
当 s2 0 时，表示支座与梁底产生了部分脱空，支座是局部承压。 因此设计时必须保证 s2 0
<<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>>规定，橡胶支座的 最大平均压缩变形 s 不应大于支座橡胶总厚 t 的0.05倍。
（三）支座抗滑性验算
橡胶支座一般直接搁置在墩台与梁底之间，在它受到梁体传来的
A --橡胶支座平面面积，矩形支座为ab，圆形支座为
/4；
[ ] --橡胶支座的平均容许压应力，当支座形状系数S>8
时，[]=10MPa；当a5 S 8时， []=7～9MPa3
•支座高度
梁式桥的主梁由温度变化等因素在支座处产生的纵向
水平位移，依靠全部橡胶片的剪切变形t来实现, 与 t的关系为：
t
成品的板式橡胶支座早已形成系列，故在一般情况 下，没有必要自行设计支座，只需根据标准成品支 座的目录，选配合适的产品。
a
10
我国交通部颁布的成品板式橡胶支座代号表示方法， 按交通部JT标准第5.1条有这样几项代码组成：名称、 型式、规格及胶种。
如GJZ30040047(CR)，表示公路桥梁矩形、平面尺 寸300400、厚度为47的氯丁橡胶支座；又如 GYZF430054(NR)，表示公路桥梁圆形、直径300、 厚度为54、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。
计的地震烈度，按<<公路工程抗震设计规范>>的规定进
行计算和组合。
a
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二、板式橡胶支座的设计计算
（一）支座尺寸确定
•支座平面尺寸
根据橡胶支座和支承垫石混凝土的压应力不超过它们相应 容许承压应力的要求，确定支座平面面积。在一般情况下，面 积由橡胶支座控制设计：
Nmax[]
A
式中：N
m
ax
--运营阶段由桥上全部恒载与活载(包括冲击力)所产生 的最大支点反力；
s1
路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
涵设计规范>>JTJ023-2004，其值 与支座的形状系数有关，也可按
下式计算
a
s2
h
7
E0.1(53s041)8 (N/mm 2)
若梁端转角已知，或按<<材料力学>>公式算得，则有：
as1s2 其中，a为主梁跨径方向的支座尺寸，又因
s0.5(s1s2)
故
s2s0.5a
水平力后，应保证支座不滑动，亦即支座与混凝土之间要有足够大的摩
阻力来抵抗水平力，故应满足下式a ：
8
无活载作用时 有活载作用时
式中
ND
1.4GAD
t
(NDNPmi)n1.4G A D tH T
N D ---在上部结构重力作用下的支座反力；
NPmin ---与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；
主梁受荷挠曲时，梁端将产生转动角为 (如下图)，但不允许其
与支座间产生脱空现象。梁端转动时，支座就受到一个偏心竖向力
的作用，表面将产生不均匀的压缩变形，一端为 s1 ,另一端为 ，
其平均s 2 压缩变形
s12(，s1根据s2下) 式计算
s N t
EA
N
式中：
E--橡胶支座的弹性模量。 当无试验数据时，可查阅<<公
一、支座受力特点
•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
出现上拔力时，应分别计算支座的最大竖向力和最大 上拔力。
•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
或其它原因如风力等产生的横向水平力。
另外，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。
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一、支座受力特点
•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。
刚性墩台各种支座传递的制动力，按规范中的规定采用。 其中， 规定每个活动支座传递的制动力不得大于其摩 阻力；当采用厚度相等 的板式橡胶支座时，制动力可 平均分配至各支座。
•对于梁桥，地震地区桥梁支座的外力计算，应根据设
---橡胶支座与混凝土表面的摩阻系数采用0.3
H T ---与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；橡胶支座与 混凝土表面的摩阻系数采用0.3；与钢板的摩阻系数采用0.2；
GA D ---活载制动力分在一个支座上的水平力；温度变化等因素分在一个 t 支座上的水平力。
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（四）成品板式橡胶支座的选配
h
a
由
tg [tg]
t
有
t
[tg
]
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[tg ] --橡胶片容许剪切角的正切，可取用0.5～0.7，不计活载制
动力时用0.5；计及活载制动力时取用0.7，则上式可写成：
t 2D
t1.4( 3DL)
D --由上部结构温度变化、桥面纵坡等因素，引起支座顶面相
对于底面的水平位移。当跨径为L的简支梁桥两端采用等厚橡
胶支座时，因温度变化每个支座承担的水平位移可取简支梁 向温变变形的一半，即:
D0.5t l
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L --由制动力引起在支座顶面相对于底面的水平位移，可 按下式计算
L
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H T --活载制动力在一个支座上的水平力；
G --- 橡胶的剪切模量，
A --- 橡胶支座的面积。
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（二）支座偏转与平均压缩变形验算
当 s2 0 时，表示支座与梁底产生了部分脱空，支座是局部承压。 因此设计时必须保证 s2 0
<<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>>规定，橡胶支座的 最大平均压缩变形 s 不应大于支座橡胶总厚 t 的0.05倍。
（三）支座抗滑性验算
橡胶支座一般直接搁置在墩台与梁底之间，在它受到梁体传来的
A --橡胶支座平面面积，矩形支座为ab，圆形支座为
/4；
[ ] --橡胶支座的平均容许压应力，当支座形状系数S>8
时，[]=10MPa；当a5 S 8时， []=7～9MPa3
•支座高度
梁式桥的主梁由温度变化等因素在支座处产生的纵向
水平位移，依靠全部橡胶片的剪切变形t来实现, 与 t的关系为：
t
成品的板式橡胶支座早已形成系列，故在一般情况 下，没有必要自行设计支座，只需根据标准成品支 座的目录，选配合适的产品。
a
10
我国交通部颁布的成品板式橡胶支座代号表示方法， 按交通部JT标准第5.1条有这样几项代码组成：名称、 型式、规格及胶种。
如GJZ30040047(CR)，表示公路桥梁矩形、平面尺 寸300400、厚度为47的氯丁橡胶支座；又如 GYZF430054(NR)，表示公路桥梁圆形、直径300、 厚度为54、带聚四氟乙烯滑板的天然橡胶支座。
计的地震烈度，按<<公路工程抗震设计规范>>的规定进
行计算和组合。
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二、板式橡胶支座的设计计算
（一）支座尺寸确定
•支座平面尺寸
根据橡胶支座和支承垫石混凝土的压应力不超过它们相应 容许承压应力的要求，确定支座平面面积。在一般情况下，面 积由橡胶支座控制设计：
Nmax[]
A
式中：N
m
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--运营阶段由桥上全部恒载与活载(包括冲击力)所产生 的最大支点反力；
s1
路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
涵设计规范>>JTJ023-2004，其值 与支座的形状系数有关，也可按
下式计算
a
s2
h
7
E0.1(53s041)8 (N/mm 2)
若梁端转角已知，或按<<材料力学>>公式算得，则有：
as1s2 其中，a为主梁跨径方向的支座尺寸，又因
s0.5(s1s2)
故
s2s0.5a
水平力后，应保证支座不滑动，亦即支座与混凝土之间要有足够大的摩
阻力来抵抗水平力，故应满足下式a ：
8
无活载作用时 有活载作用时
式中
ND
1.4GAD
t
(NDNPmi)n1.4G A D tH T
N D ---在上部结构重力作用下的支座反力；
NPmin ---与计算制动力相应的汽车活载产生的最小支座反力；
主梁受荷挠曲时，梁端将产生转动角为 (如下图)，但不允许其
与支座间产生脱空现象。梁端转动时，支座就受到一个偏心竖向力
的作用，表面将产生不均匀的压缩变形，一端为 s1 ,另一端为 ，
其平均s 2 压缩变形
s12(，s1根据s2下) 式计算
s N t
EA
N
式中：
E--橡胶支座的弹性模量。 当无试验数据时，可查阅<<公