梁式橋支座布置探討

1、2016年06月第06期城市道橋與防洪橋梁結(jié)構(gòu)14lDOI：1016799，j舢ki瞄dqyfh201606040梁式橋支座布置探討任玲玲(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院南方分院，廣東深圳518()oo)摘要：對(duì)常見(jiàn)的簡(jiǎn)支梁、連續(xù)粱、預(yù)制結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)等梁式橋的支座類(lèi)型進(jìn)行了介紹，并對(duì)各種類(lèi)型結(jié)構(gòu)支座的選擇及布置進(jìn)行了分析歸納總結(jié)。關(guān)鍵詞：梁橋；支座；荷載；反力中圖分類(lèi)號(hào)：U44336文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1009—7716(2016)06

2、一014l一020引言在梁式橋中，支座起到承上啟下的作用。支座頂面承受上部結(jié)構(gòu)所有恒載及活載，并將荷載可靠地傳遞并分配到下部結(jié)構(gòu)，再由下部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)來(lái)承擔(dān)；同時(shí)，支座還起到適應(yīng)溫度、混凝土收縮徐變等因素產(chǎn)生的位移的作用，適應(yīng)結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中必要的變形功能。選取不同的支座類(lèi)型，不同的支座布置方式，下部結(jié)構(gòu)所分配到的荷載類(lèi)型及大小也不盡相同。支座類(lèi)型選取是否合理，支座布置是否得當(dāng)，直接影響上部結(jié)構(gòu)荷載的傳遞以及結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定性。1支座類(lèi)

3、型梁式橋常用的支座有板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球形鋼支座、減隔震支座。簡(jiǎn)易墊層支座采用基層油毛氈或石棉做成，變形能力較差，一般用于跨徑小于5m的涵洞、跨徑小于10m的板橋或梁橋。板式橡膠支座根據(jù)形狀分為矩形支座、圓形支座；根據(jù)作用類(lèi)型分為普通橡膠支座、聚四氟乙烯滑板式橡膠支座；根據(jù)約束條件分為固定支座、單向滑動(dòng)支座、雙向滑動(dòng)支座。盆式橡膠支座承載能力強(qiáng)，水平位移量大，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，適用于大跨度橋梁。根據(jù)約束條件也可分為固定支座、單向滑動(dòng)支

4、座、雙向滑動(dòng)支座。特殊功能支座有球形鋼支座、拉力支座、抗震支座。固定支座：固定主梁在墩臺(tái)上的位置并傳遞豎向壓力，保證主梁發(fā)生豎向撓曲時(shí)支撐處自由收稿日期：2叭6—03一18作者簡(jiǎn)介：任玲玲(1983一)，女，陜西榆林人，碩士，工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)工作。轉(zhuǎn)動(dòng)。活動(dòng)支座：只傳遞豎向壓力，保證主梁在豎向支撐處既能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，又能水平移動(dòng)。2支座的選取及布置方式目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有大量的成品支座，若無(wú)特殊要求，支座的設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)際上就是成品支座選用的過(guò)

5、程，不需要進(jìn)行支座的設(shè)計(jì)計(jì)算。支座的布置，應(yīng)以有利于墩臺(tái)傳遞水平力為原則。一般來(lái)說(shuō)，一片T梁的支點(diǎn)宜設(shè)置一個(gè)支座，一個(gè)箱梁的支點(diǎn)宜設(shè)置兩個(gè)支座，當(dāng)超過(guò)此數(shù)目時(shí)，則應(yīng)考慮如何調(diào)整多支座的均衡受力的措施。21預(yù)制梁橋常見(jiàn)的預(yù)制結(jié)構(gòu)有預(yù)制空心板、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁等。整個(gè)橋面寬度范圍內(nèi)由多個(gè)板(梁)拼接而成，這些預(yù)制結(jié)構(gòu)或?yàn)槠胀ㄤ摻罨炷两Y(jié)構(gòu)，或?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，但單片梁體積均較小，支反力也比較小。一般而言，此類(lèi)結(jié)構(gòu)的支座選取板式橡膠支座

6、即可滿(mǎn)足要求。211預(yù)制簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)(橋面連續(xù))一般而言，一片空心板每板端布置兩個(gè)支座，一片T梁每梁端布置一個(gè)支座，一片小箱梁每梁端布置一個(gè)或兩個(gè)支座(見(jiàn)圖1)。由于板式橡膠支座水平向具有一定的剪切變形能力，預(yù)制結(jié)構(gòu)單孔縱向伸縮量較小，每孔的變形能夠通過(guò)支座的變形得到有效調(diào)節(jié)。支座布置時(shí)，原則上簡(jiǎn)支梁所有支座均采用固定型支座；也可以考慮僅在每聯(lián)伸縮縫位置布置滑動(dòng)支座，其他位置布置固定。如果采用嚴(yán)格區(qū)分活動(dòng)、固定的支座體系，一般把固定支座設(shè)置

7、在橋臺(tái)上，每個(gè)橋墩上布置一組活動(dòng)支座與一組固定支座，以便使所有墩臺(tái)均勻承受縱向水平力。萬(wàn)方數(shù)據(jù)142橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2016年06月第06期簡(jiǎn)支T鎏奎壁魚(yú)蓬矛意；’f^女66由由粱支座布置示意(每粱端一個(gè)或兩：個(gè)支座)ii9_6女f_fd68^6q9^由由由由由由圖1簡(jiǎn)支支座布置212預(yù)制連續(xù)結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)連續(xù))對(duì)于多跨預(yù)制連續(xù)梁，中墩位置由于實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)連續(xù)，成橋后僅需布置一排支座(見(jiàn)圖2)。多跨連續(xù)梁中墩設(shè)置固定型支座，邊墩或橋臺(tái)設(shè)

8、置滑動(dòng)型支座，對(duì)于聯(lián)長(zhǎng)較大的可將距橋梁中心較遠(yuǎn)的中墩也設(shè)置滑動(dòng)型支座。連續(xù)塵熊銎塞座互罩示恿(每梁端一個(gè)或兩個(gè)支座)●●◆●●●●●●●◆土毒；奪串十串◇由小心由白辦由圖2連續(xù)支座布置對(duì)于斜交橋梁或彎橋，當(dāng)斜交角度較大或曲線(xiàn)半徑較小時(shí)，由于水平向伸縮方向的不確定性，應(yīng)選用圓形板式橡膠支座。22現(xiàn)澆連續(xù)梁橋連續(xù)箱梁一般選用盆式橡膠支座，順橋向，在中墩處只設(shè)置一排支座(每排l～2個(gè)支座)，在邊墩處每個(gè)梁端設(shè)置一排支座(每排2個(gè)支座)。每聯(lián)應(yīng)

9、在聯(lián)中間位置的某個(gè)中墩上設(shè)置固定支座，以便全梁的縱向變形分散在梁的兩端，減小每個(gè)支撐位置的最大水平位移，減小支座水平受力，同時(shí)避免粱端伸縮縫過(guò)大。對(duì)于坡橋，應(yīng)將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺(tái)上，以使梁體在豎向荷載沿坡度方向分力的作用下受壓，以便能抵消一部分豎向荷載產(chǎn)生的梁下緣拉力；當(dāng)橋梁位于平坡上時(shí)，固定支座也可考慮設(shè)在主要行車(chē)方向的前端，理由同前。單支座只宜用于中墩，且因單支座會(huì)使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大扭矩從而影響結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定性(彎橋尤為嚴(yán)

10、重)，應(yīng)盡量少用或不用。若連續(xù)箱梁位于曲線(xiàn)上且為雙支座時(shí)，固定支座及單向支座應(yīng)設(shè)置于曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)，有利于箱梁在收縮徐變及溫度應(yīng)力作用下向曲線(xiàn)外側(cè)自由伸縮；若曲線(xiàn)半徑過(guò)小，應(yīng)考慮設(shè)置支座的橫向偏心，以平衡扭矩及支反力，必要時(shí)設(shè)置拉力支座。若橋墩高度過(guò)大，可將固定支座改為墩梁固結(jié)模式(墩柱主筋伸人箱梁，連接剛度介于固定支座及完全剛性連接之間)，利用橋墩的柔度來(lái)實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)一聯(lián)的孑L數(shù)，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)墩梁固結(jié)，有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并防

11、止落梁。當(dāng)支撐位置有負(fù)反力時(shí)(如曲線(xiàn)梁橋內(nèi)側(cè)支座)需要使用拉力支座，當(dāng)有抗震需求時(shí)可選用抗震支座。順橋向支座位移的布置方向，對(duì)于直橋及斜橋應(yīng)平行于行車(chē)道方向，對(duì)于彎橋應(yīng)平行于曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向；橫橋向支座位移的布置方向，對(duì)于彎橋應(yīng)沿著曲線(xiàn)法線(xiàn)方向布置(見(jiàn)圖3)。丌——————r——————r————_丌1r‘t’—礦畦：i：j：：∥06白畝廠『T—廠竹。墩梨固結(jié)‘r■口十ij。。，，，。【_L由由由奄d凹線(xiàn)型逢堡塑筮基些丑j真不蒽√：～～～

12、t———r／—nr怨；蔓一A艇受∥墩梁固結(jié)：七，抵西一～～—jLu一——4—7b圖3連續(xù)箱梁支座布置支座承載力大小的選擇，應(yīng)根據(jù)橋梁恒載、活載的支點(diǎn)反力之和及墩臺(tái)上設(shè)置的支座數(shù)目來(lái)計(jì)算。合適的支座一般為：最大反力不超過(guò)支座容許承載力的5％，最小反力不低于容許承載力的80％。規(guī)定最小反力的目的是保證支座具有良好的滑移性能，因?yàn)榫鬯姆蚁┌宓哪ψ柘禂?shù)與壓力成反比，如低于規(guī)定的數(shù)值，則摩阻系數(shù)會(huì)增大。彎橋的支點(diǎn)反力與直線(xiàn)橋相比，有外側(cè)變大、內(nèi)

13、側(cè)變小的傾向，內(nèi)側(cè)甚至產(chǎn)生負(fù)反力。在曲率半徑小、恒載小的情況下，應(yīng)注意內(nèi)側(cè)支點(diǎn)的負(fù)反力，必要時(shí)設(shè)置拉壓支座，同時(shí)防止外側(cè)支座超載。23懸臂梁橋懸臂梁橋的支座設(shè)置在錨固孔與掛孑L相結(jié)合的牛腿上，錨固孑L一側(cè)設(shè)置固定支座，一側(cè)設(shè)置活動(dòng)支座，也可兩側(cè)均設(shè)置固定支座，其設(shè)置方法與簡(jiǎn)支梁相同【2l。3結(jié)語(yǔ)支座的布置，需結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)形式、所選支座的性能及受理特點(diǎn)、橋梁結(jié)構(gòu)的縱坡大小、斜交角度以及彎曲半徑等因素綜合考慮，使得支座結(jié)構(gòu)起到承上啟下的重要