橋梁工程(精華版)--2.橋面系及支座

1、第二章橋面系與支座2 .1 橋面布置與構(gòu)造2 .2 橋梁附屬設(shè)施與構(gòu)造2 .3 橋面板的設(shè)計(jì)與計(jì)算2 .3 橋梁支座福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋面組成公路橋面構(gòu)造包括行車道鋪裝、排水防水系統(tǒng)、人行道（或安全帶）、緣石、欄桿、護(hù)欄、照明燈具和伸縮縫等。欄桿人行道鋪裝公路橋面一般構(gòu)造福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 枕碴防水層及保護(hù)層 墊層護(hù)木縱梁護(hù)軌枕木鐵路橋面構(gòu)造通常包括鋼軌、軌枕、道碴、擋碴墻、泄水管、人行道、欄桿和鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器等245035001435/21435/2200200福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋面鋪裝保護(hù)屬于主梁整體部分的行車道板

2、不受車輛輪胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蝕，并對車輛輪重的集中荷載起一定的分布作用橋面鋪裝的結(jié)構(gòu)型式宜與所在位置的道路路面相協(xié)調(diào)。橋面鋪裝應(yīng)有完善的防水、排水系統(tǒng)。主要類型有水泥混凝土和瀝青混凝土等。高速公路和一級公路上特大橋、大橋的橋面鋪裝宜采用瀝青混凝土橋面鋪裝。橋梁上部結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置防水層，其形式和方法應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、雨量情況和橋梁具體結(jié)構(gòu)形式等確定。圬工橋臺背面及拱橋拱圈與填料間應(yīng)設(shè)置防水層，并設(shè)盲溝排水。普通水泥砼鋪裝表面粗糙，耐磨好，不小于80mm，強(qiáng)度不小于C40，應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)，直徑不小于8mm，間距不大于100mm.瀝青砼鋪裝較輕，養(yǎng)護(hù)方便，通車快，高速公路、一級公路厚度

3、不小于70mm，其它不小于50mm。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 青 混 凝 土 路 面 5cm20號 混 凝 土 保 護(hù) 層 4cm防水層1.5%1cm緣石貧混凝土福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋面排水系統(tǒng)橋面縱坡2%，橋長2%，橋長=50m，設(shè)一個(gè)泄水管橋面縱坡2%，每隔68m設(shè)一個(gè)泄水管泄水管：要求過水面積不小于23cm2/m2,左右對稱或交錯(cuò)排列，距緣石2050cm，可在人行道下設(shè)置福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 302801017200141421281411471007140201002010000福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/

4、10鋼筋2 80mm金屬與鋼筋混凝土泄水管福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋面伸縮縫伸縮縫的作用保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化、活載作用、砼收縮徐變等影響下按凈力圖式自由變形使車輛平順通過，防止雨水、垃圾泥土等阻塞減小車輛通過的噪音福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 3活動(dòng)齒板132梳形鋼板伸縮裝置福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 混 凝 土梁 體 (臺 帽 )福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 體 (臺 帽 )橫向預(yù)埋鋼筋預(yù)埋鋼筋限位鋼板福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 的計(jì)算：（1）由溫度變化引起的伸縮量（2）由混凝土收縮引起的梁體縮短量（3）由混凝

5、土徐變引起的梁體縮短量（4）由制動(dòng)力引起的板式橡膠支座剪切變形而導(dǎo)致的伸縮縫開口量或閉口量（5）按照梁體的伸縮量選用伸縮裝置的型號福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 欞格式1（d）欞格式2（e） 混合式欄桿示意圖福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ )R2.512.580 120075505025847537 18055R255R2535鋼制橋梁護(hù)橋面板欄圖組合式橋梁護(hù)欄橋面板鋼筋混凝土墻式橋梁護(hù)欄福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 照明與標(biāo)示福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 防落梁裝置防落措施一:限制支承連接部位的支承面最小寬度；二:相鄰梁之間、梁與墩臺之間的

6、剛體位移約束。a梁端最小邊緣距離橋墩福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋面板的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.4橋面板的分類車輛在板上的分布橋面板的有效工作寬度橋面板的內(nèi)力計(jì)算福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋面板的分類橋面板：直接承受車輛輪壓，與主梁梁肋和橫隔梁聯(lián)結(jié)，保證梁的整體作用并將活載傳給主梁。橋面板從結(jié)構(gòu)形式上看都是周邊支承的板。梁格系構(gòu)造和橋面板的支承形式橫截面橫隔板內(nèi)縱板橫梁縱梁梁格仰視圖a)福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 鉸接鍵結(jié)構(gòu)形式：具有主梁和橫隔梁的簡單梁格系(圖a) ，具有主梁、橫梁荷載的雙向傳遞：周邊支承的板，若長邊/短邊大于2，荷載

7、即往短邊傳遞。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 車輛在板上的分布作用在橋面上的車輪壓力，通過橋面鋪裝層擴(kuò)散分布在鋼筋混凝土板面上，計(jì)算時(shí)應(yīng)較精確地將輪壓作為分布荷載行車方向福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ a 1b 1p =行車方向截面彎矩圖福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ = a m x max mM =Mmxmaxa =福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ a2 +2H +a = a1 +l3l3= a2 +2H +d +a = a1 +d +a = a1 +t = a2 +2H +t ax = a +2x（b）荷載在板的支承處l3（c）荷載靠近板的支承

8、處福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 2.15l0 Pl00.465P=a =福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ = a2 +2H +2b = a1 +2b橋規(guī)對懸臂板的活載有效工作寬度的規(guī)定：分布荷載靠近板邊為最不利，故a = a1 +2l0福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋面板的內(nèi)力計(jì)算實(shí)體矩形截面橋面板：由彎矩控制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)以每米寬的板條進(jìn)行計(jì)算。梁式單向板或懸臂板：由板的有效工作寬度得到作用在每米寬板條上的荷載和其引起的彎矩。雙向板：按彈性理論進(jìn)行分析。在工程實(shí)踐中常用簡化的計(jì)算方法或現(xiàn)成的圖表來計(jì)算。1）多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力橋面板和主梁梁肋的支承條件，不

9、是固端也不是鉸支而是彈性固結(jié)。板的受力如多跨連續(xù)梁。用簡支梁的跨中彎矩加以修正：t / h = 1/4 時(shí)， M中= + 0.7 M0M支= - 0.7 M0M0 = M0p + M0g福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 1)福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ =(1+)18gl2M0g=單向板的內(nèi)力計(jì)算圖式福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ =+(1+)(A 1 y1+ A2 y2)PA 1 =2aP8aab 1(aa)2A2 =b）求剪力福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ a）鉸接懸臂板 b）懸臂板= gl0 2鉸接懸臂板的內(nèi)力T形梁翼緣板常用鉸接方式連接)

10、b14P4aM sp(l0 = (1+ )12M sgM s = M sp + M sg福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ P 2 4ab1或b1 P b1M sp2 2a 212gl0 2M sg= M s = M sp + M sg福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 2 cm厚的瀝青混凝土面層（容重為23KN/m3）、平均厚9cm的C25混凝土面層（容重為24kNm3）T梁翼板鋼筋混凝土的容重為25 kNm39 8 2H=11140a114a1ab1l0=71 l0=7145a2p/2p/4b1a1be2l0=142b=18l=160鉸接懸臂行車道板（單位：cm）標(biāo)準(zhǔn)車輛荷

11、載的計(jì)算圖式（尺寸：m）福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 廠定型產(chǎn)品：支座選型和必要的驗(yàn)算分類固定支座：傳遞豎向力，允許上部結(jié)構(gòu)在支座處能自由轉(zhuǎn)動(dòng)但不能水平移動(dòng)?；顒?dòng)支座：多向活動(dòng)支座（縱向、橫向均可自由移動(dòng)）單向活動(dòng)支座（僅一個(gè)方向可自由移動(dòng)）.2支座的布置鐵路、公路簡支梁橋支座布置福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 、 橫向自由轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng) 。采用球面支座，且為多向活動(dòng)支座。中間常設(shè)單支點(diǎn)支座，僅在一聯(lián)梁的端部（或橋臺上）設(shè)置雙支座，以承受扭矩。有意將曲梁支點(diǎn)向曲線外側(cè)偏離，可調(diào)整曲梁的扭矩分布。RO福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ N2N1L3N4 L4內(nèi)側(cè)RL

12、3曲線連續(xù)橋支座布置中心線外側(cè)福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 橋梁位于坡道上固定支座設(shè)在較低一端，使梁體在豎向荷載沿坡道方向分力的作用下受壓，抵消一部分豎向荷載產(chǎn)生的梁下緣拉力；平坡時(shí)，固定支座宜設(shè)在主要行車方向的前端。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 支座的類型與構(gòu)造按照變形方向可分為固定支座、單向活動(dòng)支座和多向活動(dòng)支座三種。按照結(jié)構(gòu)形式可分為弧形支座、搖軸支座、輥軸支座、板式橡膠支座、四氟板式橡膠支座、盆式橡膠支座和球形支座等。按材料可分為鋼支座、聚四氟乙烯支座（滑動(dòng)支座）、橡膠支座、混凝土支座和鉛支座等五種。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 鑄 鋼 支 座

13、平板支座、弧形支座、搖軸支座、輥軸支座111福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 特種鋼支座不銹鋼或高級合金鋼支座，封閉在油箱接觸應(yīng)力的部分進(jìn)行表面硬化處理轉(zhuǎn)動(dòng)部分用鋼或黃銅成球冠形，在鋼制球冠的上、下分別設(shè)置聚四氟乙烯板，構(gòu)成球面（型）支座。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 、 曲線橋和斜橋 ）橡膠的彈性能消減上、下部結(jié)構(gòu)所受的動(dòng)力作用，對于抗震十分有利?；顒?dòng)機(jī)理：利用橡膠的不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角 ，利用其剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移。無固定支座與活動(dòng)支座之分，所有縱向力和水平力由各個(gè)支座均勻分配。有加勁層：支承反力可達(dá)3000KN，適于中等跨徑橋梁無加勁層：僅適于小跨徑橋梁。（a）

14、壓力作用下的變形（b）剪力作用下的變形（c）彎矩作用下的變形）橡膠支座的變形福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 加 勁 板 式 橡 膠 支 座a橡膠片外層=2.5mm福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 。 天然橡膠，適宜寒冷地區(qū)鋼板夾層承受荷載：10010000KN厚度：2851mm福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 坡度1%4%2） 坡 型 板 式 橡 膠 支 座hhs ） 球冠圓板式橡膠支座baD四氟乙烯板D適用范圍：一般橋梁；各種布置復(fù)雜、縱橫較大的立交橋及高架橋，其坡度適用范圍為3 5%，也可根據(jù)不同坡度需要調(diào)整球面半徑。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:

15、/ ） 四氟板式橡膠支座橡膠板鋼板防護(hù)罩聚四氟乙烯板上支座板不銹鋼板普通橡膠支座表面粘一層24mm厚的聚四氟乙烯板，四氟板和梁底不銹鋼板之間的摩察系數(shù)小于 于0.08。模擬平面滑動(dòng)支座。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦系數(shù)小、承載能力大、重量輕、結(jié)構(gòu)高度小、轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)靈活、成本較低，適用于大、中型橋梁。（）盆式橡膠支座與球面支座盆式橡膠支座的一般構(gòu)造16732451 上支座板； 2 下支座板； 3 鋼襯板； 4 承壓橡膠板；5 緊箍圈； 6 不銹鋼板； 7 聚四氟乙烯板福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 承載力范圍：100050000KN厚度：60340mm 活

16、動(dòng)位移：5250mm福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 順橋向變形: 50 200mm盆式橡膠支座構(gòu)造雙向活動(dòng)支座（SX） 順橋向變形: 50 200mm 橫橋向變形: 5 20mm福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 形0.010.02rad適用順橋向變形 形50300mm，橫橋向 向4050mm福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 上支座板； 2 下支座板； 3 . 球冠鋼襯板；4 . 球面聚四氯乙烯板；5 平面聚四氯乙烯板； 6 不銹鋼板福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、支座受力與變位分析求得支座上所承受的豎向力和水平力、位移和轉(zhuǎn)角。選定

17、支座的各部尺寸并進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定等各項(xiàng)驗(yàn)算。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ （ 負(fù)反力 ）：計(jì)算支座的最大豎向力和最大上拔力。例如：當(dāng)連續(xù)梁邊跨較小而中跨較大時(shí)，或橋跨結(jié)構(gòu)承受較大的橫向風(fēng)力時(shí)，支座錨栓會受到負(fù)反力作用。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 水 平 位 移縱向位移：溫度伸縮位移、混凝土收縮徐變變位、活載作用下梁體下翼緣伸長、下部結(jié)構(gòu)的位移等。橫向位移：溫度、混凝土收縮徐變變位、下部結(jié)構(gòu)橫向位移、斜橋和彎橋荷載引起的橫向變位等。福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 梁端轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)自重和活載產(chǎn)生的梁端轉(zhuǎn)角、混凝土收縮徐變產(chǎn)生的梁端轉(zhuǎn)角、因下部結(jié)構(gòu)變位產(chǎn)生的梁端轉(zhuǎn)角等。把 以上各項(xiàng)支座反力和變位的計(jì)算結(jié)果按橋規(guī)規(guī)定組合 ， 可為支座的設(shè)計(jì)提供計(jì)算數(shù)據(jù) 。、板式橡膠支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、確定支座的平面尺寸板式橡膠支座有效承壓面積應(yīng)滿足以下條件：RckcAe =福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ 2lte 1.43l當(dāng)板式橡膠支座在橫橋向平行于墩臺帽橫坡或蓋梁橫坡設(shè)置時(shí)，支座橡膠層總厚度應(yīng)符合下列條件：不計(jì)制動(dòng)力時(shí)：2計(jì)入制動(dòng)力時(shí)：2福州大學(xué)橋梁工程福建省精品課程http:/ te te 三、驗(yàn)算支座的受壓穩(wěn)定性為了保證板式橡膠支座受壓穩(wěn)定性，應(yīng)