kA鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋

1、第二篇 鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 制作：陳小佳chapter 6 第六章 bearings of the beam bridge梁式橋的支座武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.1 introduction 概述1. the function of bearings 支座的作用l傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力；l保障結(jié)構(gòu)在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下的自由變形， 以使上、下部結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況符合結(jié)構(gòu)的靜力圖示。 梁式橋中，支座分為固定支座和滑動(dòng)支座(又分雙向和單向） 。武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.1 introduction 概述2. 支座的合理布置 l較大縱坡的橋l連續(xù)

2、梁橋橫向如何布置？武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造1.簡易墊層支座2.橡膠支座3.弧形鋼板支座4.鋼筋混凝土擺柱式支座 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造1.簡易墊層支座 適用于標(biāo)準(zhǔn)跨徑小于10m的簡支板、梁橋 采用若干層油毛氈或石棉做成， 壓縮后的厚度不小于1cm。 該種支座變形性能較差，容易引起附加的內(nèi)力1cm板、梁橋上部結(jié)構(gòu)武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造2. 鋼支座 各種鋼支座 搖軸橋梁支座滾軸橋梁支座鑄鋼橋梁支座武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造球形鋼支座特點(diǎn) 1、球形鋼支座通過球面?zhèn)髁?，不出現(xiàn)力的縮頸現(xiàn)象，作用在混凝土上的反力比較

3、均勻；2、球形鋼支座通過球面聚四氟乙烯板的滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)過程，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小，而且轉(zhuǎn)動(dòng)力矩只與支座球面半徑及聚四氟乙烯板的摩擦系數(shù)有關(guān)，與支座轉(zhuǎn)角大小無關(guān)，特別適用于大轉(zhuǎn)角的要求，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角可達(dá)0.05rad(2.85度）3、支座各向轉(zhuǎn)動(dòng)性能一致，適用于寬橋、曲線橋；4、支座不用橡膠承壓，不存在橡膠老化對支座轉(zhuǎn)動(dòng)性能的影響，特別適用于低溫地區(qū)。武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造球形鋼支座構(gòu)造 1、上支座板 2、下支座板 3、支座鋼球芯 4、ptfe圓平板 5、ptfe球形板 6、不銹鋼 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造6. 橡膠支座 橡膠支座的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：l構(gòu)造簡單l加

4、工方便l造價(jià)低l結(jié)構(gòu)高度小l安裝方便l使用性能良好 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造6. 橡膠支座 橡膠支座的變形機(jī)理l轉(zhuǎn)動(dòng)變形：利用橡膠的不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)l水平位移：利用橡膠的剪切變形實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)動(dòng)變形水平位移顯然橡膠支座水平位移和轉(zhuǎn)動(dòng)變形的大小與支座的厚度有關(guān)武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造6. 橡膠支座 橡膠支座的種類l板式橡膠支座l盆式橡膠支座 支座代號表示方法武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造6.1 板式橡膠支座 板式橡膠支座代號表示方法 名稱代號（gjz表示公路橋梁矩形支座；gyz表示公路橋梁 圓形支座；tbz表示鐵路橋梁板式支座） 形式代號（

5、f4表示四氟滑板支座；不加代號為普通支座 外形尺寸（矩形la*lb*（mm）,圓形d*（mm） 橡膠分類（氯丁橡膠、天然橡膠、三元乙丙橡膠） 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造6.2 板式橡膠支座的構(gòu)造 薄鋼片tmm內(nèi)橡膠層t15mm外橡膠層t2.5mm圓形矩形橡膠材料的特性 彈性模量與形狀有關(guān)，以常見的氯丁橡膠為例1124)(24 . 5tdsbatabssgeee圓形矩形武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造板式橡膠支座 常見矩形板式橡膠支座的平面尺寸：l12x14cml14x18cml15x20cm 豎向支撐反力10010000kn 材料有氯丁橡膠、天然橡膠、三元乙丙

6、橡膠三種 矩形武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 6.3 板式橡膠支座設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容l確定支座尺寸l驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)情況l抗滑穩(wěn)定性武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 1. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)確定支座尺寸 平面尺寸取決于l橡膠板的抗壓強(qiáng)度 j與支座形狀系數(shù)s有關(guān) l墩臺頂混凝土的局部承壓強(qiáng)度 為局部承壓時(shí)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的提高系數(shù)一般由橡膠板的抗壓強(qiáng)度計(jì)算控制cckckbararmbacjrrabn武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 1. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)確定支座尺寸 墩臺頂混凝土的局部承壓強(qiáng)度 為局部承壓時(shí)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的提高系數(shù)mbacjrrabncdaa ac ad a a a a a b

7、 ba武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 2. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)確定支座厚度 上部結(jié)構(gòu)的水平位移通過支座中全部橡膠片的剪切變形實(shí)現(xiàn)。如圖所示， 顯然，橡膠片的總厚度與水平位移之間滿足關(guān)系tgttg水平位移t1t2t3a武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 2. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)確定支座厚度 剪切角的正切值限值： 以硬度為5560的氯丁橡膠為例 不計(jì)活荷載制動(dòng)力作用時(shí)，tg0.5 計(jì)入活荷載制動(dòng)力作用時(shí)，tg0.7則有)(43. 12pggtt水平位移t1t2t3a武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 2. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)確定支座厚度g )(43. 12pggtt水平位移t1t2

8、t3ag 溫度引起支座上的水平位移p 制動(dòng)力引起支座上的水平位移abgthgtttttp2武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 2. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)確定支座厚度g 水平位移t1t2t3a為保證上部結(jié)構(gòu)水平位移的需要，支座不能小于上述值；但太高又可能引起支座失穩(wěn)，故：dtdata2 . 01 . 02 . 01 . 0abghttg27 . 0圓形矩形武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 6. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)情況 忽略薄鋼板的變形，支座總的平均壓縮變形為ebckeeckmcaetraetr21,21支座偏轉(zhuǎn)圖示ha12偏轉(zhuǎn)角為121a武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)

9、算 6. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)情況 上兩式得到2,1amc支座偏轉(zhuǎn)圖示ha12必須保證支座不脫空，01武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 6. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)情況 得到tmc07. 0,支座偏轉(zhuǎn)圖示ha12上式表明支座壓縮變形相對于轉(zhuǎn)角不能太??；另一方面支座的壓縮變形又不能太大，規(guī)范規(guī)定：2,aaetraetrebckeeckmc武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 4. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)驗(yàn)算支座抗滑穩(wěn)定性 保證橡膠支座與梁底或墩臺頂面之間不發(fā)生相對位移bkgeckgegeggkftlagrtlagagar4 . 14 . 14 . 14 . 1由結(jié)構(gòu)自重引起的

10、支座反力標(biāo)準(zhǔn)值由結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值和0.5倍汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值（計(jì)入沖擊系數(shù)）引起的支座反力gkrckr武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 4. 板式橡膠支座設(shè)計(jì)驗(yàn)算支座抗滑穩(wěn)定性 對于聚四氟乙烯滑板式橡膠支座的摩擦力應(yīng)符合如下規(guī)定gegeckfgegegkfagagragagr7 . 0tan5 . 0tan不計(jì)汽車制動(dòng)力時(shí)計(jì)入汽車制動(dòng)力時(shí)保證聚四氟乙烯滑板上的摩擦力不超過使橡膠支座產(chǎn)生超過允許的剪切角武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.3 支座的計(jì)算 5. 計(jì)算實(shí)例l初步選定支座尺寸，確定板式橡膠支座內(nèi)部構(gòu)造 形狀系數(shù)，彈性模量，允許應(yīng)力l確定支座厚度 溫度產(chǎn)生的水平位移，水平制動(dòng)力大小l驗(yàn)算支座偏轉(zhuǎn)

11、情況 支座轉(zhuǎn)角l驗(yàn)算支座抗滑穩(wěn)定性 最小支座反力，溫度引起水平力武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造6. 其它板式橡膠支座l聚四氟板橡膠支座 利用聚四氟板和不銹鋼板之間較低的摩擦系數(shù)，使橋梁上部結(jié)構(gòu)的水平位移不受限制l球冠圓板式橡膠支座 制作頂面用純橡膠制成球形表面（最大410mm),使支座傳力均勻，改善或避免支座底面產(chǎn)生偏壓、脫空等不良現(xiàn)象。適于縱橫坡較大（3%5%）的立交橋及高架橋。 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造坡形橡膠支座 橋梁縱坡以往對梁體縱坡1%3%的橋梁，橡膠支座安裝使用時(shí)，在梁底與支座之間安置與橋梁縱坡一致的楔形鋼板（或楔形混凝土墊塊），或?qū)α憾说撞孔?/p>

12、相應(yīng)處理，以使支座平置，防止垂直反作用力的分力對支座的剪切作用?，F(xiàn)在可以采用新型坡型板式橡膠支座，坡度1-4%，根據(jù)特殊要求，坡度可做到6-8%。 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造板式橡膠支座的應(yīng)用情況 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造板式橡膠支座的安裝注意事項(xiàng) 盡可能地保證梁底與墊石頂面平行、平整，使其與橡膠支座上下面全部密貼，避免偏心受壓、脫空、不均勻受力的現(xiàn)象發(fā)生。 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造6.2 盆式橡膠支座 1） 工作原理 利用半封閉鋼制盆腔內(nèi)的彈性橡膠塊，在三向受力狀態(tài)下具有流體的性質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)依靠中間鋼板上的聚四氟乙烯板與上座板上的不銹鋼板之間的低磨擦系數(shù)來實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的水平位移。 從實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來看，橡膠處于三向約束狀態(tài)時(shí)的抗壓彈性模量為5x104kg/cm2,比無側(cè)向約束的抗壓彈性模量增大近20倍，因而支座承載能力大大提高，解決了普通橡膠支座承載能力的局限。 所以，盆式橡膠支座能滿足大的支承反力，大的水平位移，大的轉(zhuǎn)角的要求。 武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 6.2 支座的類型和構(gòu)造2） 盆式橡膠支座代號表示方法 名稱代號（gjz表示公路橋梁矩形支座；gyz表示公路橋梁 圓形支座；tbz表示鐵路橋梁板式支座） 支座設(shè)計(jì)承載力（以mn計(jì)） 使用性能分類代號sxsx、dxdx、gdgd適用