第六章 桥梁的支座

第二节 支座的类型和构造
支座通常用钢，橡胶等材料来制造主要类型：
简易支座 弧形钢板支座 橡胶支座 板式橡胶支座
盆式橡胶支座
第二节 支座的类型和构造
应根据桥梁结构的跨径、支点反力Hale Waihona Puke Baidu大小、梁 体的变形程度等因素来选取支座类型。
中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座 大跨度连续梁桥一般采用盆式橡胶支座 铁路桥采用钢支座
有的可达到中等跨径桥梁纵向的伸缩量。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90°横置 梁下(如图2-7-9)，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。
4、成品盆式橡胶支座承载能力的合理选择
支座承载力大小的选择，应根据桥梁恒载、活载 的支点反力之和及墩台上设置的支座数目来计算。合 适的支座一般为：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80%。规定最小反 力的目的是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，如果低于规定的 数值，则磨擦系数将会增大。
•固定与滑动盆式橡胶支座 多向活动支座（DX）
纵向活动支座（ZX）
固定支座（GD）
5、其它支座 QGZ球型钢支座
QGZ 球型钢支座
四、成品盆式橡胶支座的选配
１、成品盆式橡胶支座的系列
成品盆式橡胶支座的主要系列有：GPZ、TPZ1等。其中，GPZ表示由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则表示我 国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶支座。另 外，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 与变形特性的工程结构，并非有明确的公路、铁路 或其它工程结构之分。各种系列的盆式橡胶支座吨 位一般从1000起至50000，最多分为近40个级；并以 DX、SX、GD分别表示单向 、双向活动支座及固定 支座，而GDZ则为抗震型固定支座的代号。
S
ab
2abt
式中： a 顺桥方向橡胶支座的长度； b 横桥方向橡胶支座的宽度； t 中间橡胶层的厚度。
为满足橡胶的容许压应力和使支座能适应梁端转
动的要求，支座的长度a与宽度b之比取决于主梁下
的有效宽度及所需的剪切角 。一般应充分利用有
效宽度b，而尽可能减小a的尺寸，以降低转动阻抗 力矩（它与a5成正比）。根据支座稳定的要求，支
无活载作用时 有活载作用时
NG 1.4Ht
N G N P ,m in 1 .4 H t H T
式中
NG -- 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；
--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；
第六章 桥梁的支座
第一节 概述
•支座的作用
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
•按受力特性分为
固定支座
竖向力 水平力
活动支座：竖向力
第六章 桥梁的支座
•支座布置
简支梁桥一般一端采用固定支座, 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. 支座的设置应有利于墩台传递水平力。
H t --活载制动力分在一个支座上的水平力；温度变化等因素 分在一个支座上的水平力。
（四）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，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。
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。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。
关于在桥梁设计中支座如何合理选用问题，即
究竟选用何种类型的支座，则需根据桥梁结构图
式的要求决定。当然，在一般情况下，固定端选
用固定支座，活动端选用活动支座。但若横桥向
伸缩值不容忽视的时候，结构图式的固定端就不 能单一采用GD类型的支座。这是由于现代桥梁的 桥面越来越宽，超过20米已屡见不鲜，这时由温 度等因素引起的横桥向伸、缩量便不可忽略了，
p --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
p tT tG T ' H 2 TG a bt
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。
《桥规》规定： t 0.2a
（二）支座偏转与平均压缩变形验算
主梁受荷挠曲时，梁端将产生转动角为 (如下图)，但不
第三节、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。
座的总厚度不得大于平面最小尺寸的30%。
形状系数
S
ab
2abt
t
a b
• 构造特点：常用的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝 网作为加劲层以提高支座的竖向承载能力。
• 变形机理：（1）不均匀弹性压缩实现转动； （2）剪切变形实现水平位移； （3）无固定和活动支座之分。
• 性能指标：（1）容许应力； （2）弹性模量和剪切模量 （3）容许剪切的正切值。
桥涵设计规范>>JTJ023-85，其
值与支座的形状系数有关，也可
按下式计算Ej 0.1(53s041)8 (N/mm 2)
121＋2＝NE jabt
1 a
2
1
所以
Nt a Ejab 2
1
Nt Ejab
a
2
0
《桥规》规定： 0.05t
（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：
第二节 支座的类型和构造
一、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1cm，可用于跨径小于10m的板梁桥。
二、钢支座
1、弧形钢支座
• 适用范围：跨径1020m • 构造特点：由上下垫板所
组成，下垫板顶面切剥成 圆柱体。固定支座需在上 垫板上做齿槽（或销孔）， 在下垫板上焊以齿板（或 销钉），安装后使齿板嵌 入齿槽(或销钉伸入销孔)， 以保证上下垫板之间不发 生相对水平位移 • 安装要点 • 其它钢支座
盆式橡胶支座分固定支座与活动支座。活动 盆式橡胶支座由上支座板、聚四氟乙烯板、承 压橡胶块、橡胶密封圈、中间支座板、钢紧箍 圈、下支座板以及上下支座连接板组成。组合 上、中支座板构造或利用上下支座连接板即可 形成固定支座。
盆式橡胶支座
盆式橡胶支座构构造要点
1.钢盆 2.承压橡胶板 3.钢衬板 4.聚四氟乙烯板 5.上支座板 6.不锈钢滑板 7.钢紧箍圈 8.密封胶圈
２、成品盆式橡胶支座的地区适用性
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。
3、各种类型成品盆式橡胶支座的合理选配
盆式橡胶支座能否适用于所设计的桥梁，当然 首先考虑的是其容许转角及水平能承受的推力能否 满足要求。一般来说，GPZ、TPZ-1等系列的支座 对这两个要求均能满足。若转角和水平推力超出容 许范围，则需要改变支座的设计。转角特大，可采 用球型支座。
支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储
备，比如计算得到一个支座的最大反力为4100， 最小反力为3700，那就选用承载力为4000的支座， 这是因为4000支座的允许支反力变化范围是 3200～4200 ，不要从更安全的角度考虑加大支 座的承载力而选用5000的支座。因为5000支座最 低合适的承载力是4000，而最小支反力3700已小 于此值，故不适宜选用。虽然我们规定最大反力， 不超过容许承载力的5%，但支座实际的安全系数 一般在5以上。
• 适用范围：支座反力为70－3600kN的公路、城市 桥梁。
• 局限性：
2、四氟滑板式橡胶支座
3、其它类型板式橡胶支座 桥梁球冠圆板式橡胶支座
坡型板式橡胶支座
铅芯橡胶支座
4、桥梁盆式橡胶支座
盆式橡胶支座是钢构件与橡胶组合而成的 新型桥梁支座。具有承载能力大、水平位移量 大、转动灵活等特点，适用于支座承载力为 1000KN以上的大跨径桥梁。
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：
对于橡胶板 Nmax[]
A
对于混凝土 Ncj abRab m
•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
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 s 1 另一端为 s 2 ，其平均压缩 s 12(s1 s2) 变形 s N t ，根据下式计算
EA
N
s2
式中：
s1
E--橡胶支座的弹性模量。
h
当无试验数据时，可查阅<<
公路钢筋混凝土及预应力混凝土
形t来实现, 与t的关系为：
t
h
a
由 tg [tg]
t
有
t
[tg
]
[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：
t2g
t1.43 g p
g --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，
• 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。
三、橡胶支座
1、板式橡胶支座
板式橡胶支座有矩形和圆形。支座的橡胶材料以 氯丁橡胶为主，也可采用天然橡胶。氯丁橡胶一般用 于 最 低 气 温 不 超 过 -250C 的 地 区 ， 天 然 橡 胶 用 于 300C-400C的地区。
根据试验分析，橡胶压缩弹性模量E、容许压应力 []和容许剪切角[tgr]的数值，均与支座的形状系数 S有关。形状系数为橡胶支座的承压面积与自由表面 积之比，矩形支座为：