《cA橋梁支座》課件

橋梁支座橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件,承擔(dān)著重要的結(jié)構(gòu)功能。它們的設(shè)計(jì)和選擇對(duì)于整個(gè)橋梁的安全性和使用壽命至關(guān)重要。課程目標(biāo)橋梁支座設(shè)計(jì)了解橋梁支座的基本構(gòu)成和常見類型,掌握不同類型支座的設(shè)計(jì)原理。施工與養(yǎng)護(hù)學(xué)習(xí)支座的安裝要求、檢查維護(hù)方法,以及支座故障的處理措施。性能分析掌握支座溫度效應(yīng)、抗震性能、耐久性等的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)措施。橋梁支座的構(gòu)成支座主體結(jié)構(gòu)橋梁支座由上承力塊、下承力塊和中間滾動(dòng)或滑動(dòng)裝置組成,構(gòu)成了承載整個(gè)上部結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)。支座輔助裝置支座還包括限位裝置、緩沖裝置、排水裝置等,用于調(diào)節(jié)和優(yōu)化支座的工作性能。支座材質(zhì)選擇支座的上下承力塊一般采用鋼材或混凝土,中間滾動(dòng)或滑動(dòng)裝置則采用特殊的耐磨材料。常見的橋梁支座類型固定支座限制承重結(jié)構(gòu)在水平和豎直方向的移動(dòng),適用于受力相對(duì)集中的上橋結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^設(shè)置限位裝置來控制其移動(dòng)?；瑒?dòng)支座允許橋面結(jié)構(gòu)在水平方向自由滑動(dòng),可以吸收溫度變化等引起的伸縮變形。采用滾動(dòng)摩擦元件或平滑的滑動(dòng)面實(shí)現(xiàn)。搖動(dòng)支座可以在一個(gè)軸線上自由搖動(dòng),適用于需要承受水平位移的上部結(jié)構(gòu)。采用球形鉸鏈等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。彈性支座采用橡膠或其他彈性材料,可以吸收振動(dòng)和沖擊,提高上部結(jié)構(gòu)的抗震性能。主要用于水平位移較大的橋梁。橋梁支座的選擇荷載類型根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)及交通荷載特點(diǎn)，選擇承載能力足夠的支座類型。支座運(yùn)動(dòng)方式根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)，選擇能夠適應(yīng)變形的支座類型。環(huán)境條件考慮溫度、濕度、腐蝕等環(huán)境條件，選擇適合的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。經(jīng)濟(jì)性在滿足技術(shù)要求的前提下，選擇施工及維護(hù)成本較低的支座。固定支座的設(shè)計(jì)確定載荷條件確定橋梁的永久荷載、臨時(shí)荷載和環(huán)境作用下的支座受力條件。選擇支座材料根據(jù)荷載大小和環(huán)境條件選擇合適的鋼材或鑄鋼材料。計(jì)算支座尺寸根據(jù)承受的荷載和材料性能,確定支座的平面尺寸和高度。設(shè)計(jì)支座構(gòu)造確定支座的形式,包括底座、支撐筋、錨栓等構(gòu)造細(xì)節(jié)。計(jì)算應(yīng)力和位移對(duì)支座進(jìn)行應(yīng)力和位移計(jì)算,確保其安全性和變形滿足要求?；瑒?dòng)支座的設(shè)計(jì)1確定滑動(dòng)方向根據(jù)上部結(jié)構(gòu)受力分析確定滑動(dòng)支座的滑動(dòng)方向2選擇滑動(dòng)材料常用高分子聚合物、PTFE等具有低摩擦系數(shù)的材料3設(shè)計(jì)滑動(dòng)面積根據(jù)預(yù)估的滑移量和支座承載能力計(jì)算滑動(dòng)支座是一種能夠在水平方向發(fā)生相對(duì)位移的橋梁支座。其設(shè)計(jì)需要確定滑動(dòng)方向、選擇合適的滑動(dòng)材料,并根據(jù)預(yù)估的滑移量和支座承載能力來設(shè)計(jì)滑動(dòng)面積。搖動(dòng)支座的設(shè)計(jì)1限度角度支座搖動(dòng)角度不超過3°2搖動(dòng)機(jī)制利用球面或圓柱面實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)3結(jié)構(gòu)形式內(nèi)部設(shè)有彈簧或其他緩沖裝置搖動(dòng)支座可用于支持承受側(cè)向力和傾斜的橋梁結(jié)構(gòu)。它采用球面或圓柱面作為搖動(dòng)機(jī)制,限制搖動(dòng)角度在3度以內(nèi),并通過內(nèi)部的彈簧或其他緩沖裝置來吸收水平荷載作用。這種設(shè)計(jì)可以平順地轉(zhuǎn)移橋梁上部結(jié)構(gòu)的各種載荷。彈性支座的設(shè)計(jì)1材料選擇彈性支座常使用橡膠、鋼、塑料等材料,根據(jù)承載能力、變形要求等特點(diǎn)合理選擇。2受力分析仔細(xì)分析支座所承受的垂直荷載、水平荷載、旋轉(zhuǎn)等荷載狀況,確保滿足使用需求。3變形控制合理設(shè)計(jì)支座尺寸和形狀,控制支座在荷載作用下的最大變形,確保橋梁安全。支座與上部結(jié)構(gòu)的連接1鉸支座連接將鉸支座通過鍵與上部結(jié)構(gòu)連接,為結(jié)構(gòu)提供轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。2滑動(dòng)支座連接采用銷軸或滑動(dòng)板將滑動(dòng)支座與上部結(jié)構(gòu)可靠連接,確保傳力暢通。3固定支座連接通過焊接或高強(qiáng)螺栓將固定支座牢固地與上部結(jié)構(gòu)剛性連接。4彈性支座連接利用橡膠或金屬?gòu)椥栽?將彈性支座柔性連接至上部結(jié)構(gòu)。支座與下部結(jié)構(gòu)的連接1基礎(chǔ)與支座連接支座通常通過螺栓或鉚釘與橋墩/臺(tái)基等下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛性連接，確保整體穩(wěn)定性。2錨栓設(shè)計(jì)錨栓負(fù)責(zé)將支座與下部結(jié)構(gòu)可靠地連接在一起，需要考慮支座受力狀態(tài)和下部結(jié)構(gòu)材質(zhì)。3支座與基礎(chǔ)配合支座與基礎(chǔ)基座應(yīng)尺寸協(xié)調(diào)，確保受力均勻分布，避免局部應(yīng)力過大。4支座安裝調(diào)整施工時(shí)需要對(duì)支座進(jìn)行高度調(diào)整和水平校正，確保其正確定位。支座安裝要求嚴(yán)格施工支座的安裝必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求進(jìn)行，確保支座位置精確、水平度合格、固定可靠。精細(xì)調(diào)整對(duì)于滑動(dòng)支座和搖動(dòng)支座，需要精細(xì)調(diào)整支座的位置和活動(dòng)情況,確保其能夠自由運(yùn)動(dòng)。嚴(yán)格檢驗(yàn)在安裝完成后,應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢查,確保各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求,并做好檢查記錄。充分養(yǎng)護(hù)支座安裝后還需要進(jìn)行定期檢查和養(yǎng)護(hù),確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。支座的檢查與養(yǎng)護(hù)定期檢查需定期對(duì)支座進(jìn)行肉眼檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)裂紋、位移等問題。維護(hù)保養(yǎng)定期清潔支座表面,補(bǔ)充潤(rùn)滑油,防止腐蝕和磨損。確保支座良好運(yùn)轉(zhuǎn)。及時(shí)修復(fù)對(duì)于嚴(yán)重?fù)p壞的支座,應(yīng)立即采取維修措施,避免進(jìn)一步惡化。支座故障及處理措施支座破損由于長(zhǎng)期使用或外力作用,支座可能會(huì)出現(xiàn)局部破損。需及時(shí)維修或更換受損零部件。支座位移當(dāng)上部結(jié)構(gòu)發(fā)生位移時(shí),支座也可能發(fā)生偏移。應(yīng)檢查并調(diào)整支座的定位,確保上下部結(jié)構(gòu)的正確連接。橡膠老化橡膠支座在長(zhǎng)期使用中會(huì)出現(xiàn)老化和變形。需定期檢查并視情況進(jìn)行更換?；瑒?dòng)不暢滑動(dòng)支座可能會(huì)因缺少潤(rùn)滑或受到阻礙而滑動(dòng)不暢。應(yīng)清理其表面,并補(bǔ)充必要的潤(rùn)滑劑。支座溫度效應(yīng)的計(jì)算橋梁支座需要考慮溫度變化對(duì)其性能的影響。這包括計(jì)算溫度上升或下降導(dǎo)致的橋梁結(jié)構(gòu)的伸縮變形，并據(jù)此設(shè)計(jì)支座的承載能力、滑移能力和轉(zhuǎn)動(dòng)能力。同時(shí)還需要預(yù)留足夠的空間以滿足溫度變化引起的支座位移。通過對(duì)溫度效應(yīng)的精確計(jì)算和合理的設(shè)計(jì)措施，可以確保橋梁在各種環(huán)境溫度條件下都能安全、可靠地運(yùn)行。支座溫度效應(yīng)的設(shè)計(jì)措施溫度變形補(bǔ)償采用可調(diào)滑移或轉(zhuǎn)動(dòng)支座,設(shè)置伸縮縫等措施,以應(yīng)對(duì)溫度變化引起的橋梁結(jié)構(gòu)的受力變化和位移變形。抗凍設(shè)計(jì)在寒冷地區(qū),需采取保溫、加熱等措施,防止支座的凍結(jié),保證其正常工作。溫度監(jiān)測(cè)在關(guān)鍵位置設(shè)置溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)支座的溫度變化,以采取相應(yīng)的維護(hù)措施。支座緩沖裝置的作用柔性連接支座緩沖裝置為橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間提供柔性連接,減小荷載傳遞過程中的沖擊力。吸收振動(dòng)緩沖裝置可以吸收來自車輛行駛、地震等動(dòng)荷載導(dǎo)致的振動(dòng),保護(hù)上部結(jié)構(gòu)免受損害。提高使用壽命有效的緩沖裝置可延長(zhǎng)支座和整個(gè)橋梁的使用壽命,降低維修成本。確保安全性緩沖裝置能在極端情況下防止上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)分離,保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)安全。支座緩沖裝置的設(shè)計(jì)1目的緩解橋梁支座受力,保護(hù)上下部結(jié)構(gòu)2材料橡膠、彈簧等可變形材料3結(jié)構(gòu)頂板、底板和墊層組成4作用吸收沉降、水平移位和旋轉(zhuǎn)變形橋梁支座緩沖裝置旨在降低荷載傳遞過程中的沖擊力,保護(hù)上下部結(jié)構(gòu)免受損壞。它由剛性頂板、柔性墊層和剛性底板組成,利用材料的變形來吸收各種變形。設(shè)計(jì)時(shí)需考慮支座的位移、傾角以及材料性能,確保緩沖裝置能有效減小荷載傳遞過程中的集中應(yīng)力。錨栓的設(shè)計(jì)材料選擇錨栓材料需要滿足強(qiáng)度、耐腐蝕等要求,通常采用優(yōu)質(zhì)鋼材。尺寸設(shè)計(jì)錨栓長(zhǎng)度需根據(jù)支座基礎(chǔ)厚度和嵌固深度確定,直徑則根據(jù)承載要求確定。構(gòu)造設(shè)計(jì)錨栓需設(shè)置適當(dāng)?shù)念A(yù)留孔洞,并與支座基礎(chǔ)鋼筋進(jìn)行可靠連接。性能檢驗(yàn)錨栓安裝后需進(jìn)行拔出試驗(yàn),確保其與混凝土基礎(chǔ)的可靠連接。錨栓的安裝與檢查錨栓安裝錨栓應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范進(jìn)行安裝。具體包括孔洞鉆制、錨栓定位、錨栓埋設(shè)以及密封固化等步驟。要確保錨栓與結(jié)構(gòu)件之間可靠牢固，避免松動(dòng)。安裝檢查安裝完成后應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢查，主要包括檢查錨栓位置、垂直度、伸出長(zhǎng)度等。如發(fā)現(xiàn)任何異常情況必須及時(shí)處理，確保錨栓安裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。定期檢查投入使用后,應(yīng)定期檢查錨栓的狀態(tài),監(jiān)測(cè)是否存在銹蝕、松動(dòng)等問題。一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)采取修理或更換措施,確保錨栓長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠。支座承壓能力的計(jì)算承壓指標(biāo)主要計(jì)算公式計(jì)算依據(jù)承壓應(yīng)力σ=Q/AQ為支座受力，A為支座面積極限承壓強(qiáng)度f_cd=f_ck/γ_cf_ck為混凝土抗壓強(qiáng)度特征值，γ_c為安全系數(shù)承壓安全系數(shù)η=f_cd/σ應(yīng)確保η不小于3.5對(duì)于受壓支座而言，確保承壓安全是首要任務(wù)。通過計(jì)算承壓應(yīng)力、極限承壓強(qiáng)度和安全系數(shù)，可以確保支座承壓能力滿足設(shè)計(jì)要求。支座滑動(dòng)能力的計(jì)算2.0摩擦系數(shù)評(píng)估支座與接觸面之間的靜摩擦系數(shù)30K垂直荷載計(jì)算支座所承受的垂直荷載大小25cm滑移量確定支座允許的最大滑移量滑動(dòng)能力的計(jì)算需要考慮多個(gè)關(guān)鍵參數(shù),包括支座與接觸面之間的摩擦系數(shù)、承受的垂直荷載大小,以及支座允許的最大滑移量。通過合理評(píng)估這些因素,可以確保支座具備充分的抗滑能力,保障橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。支座轉(zhuǎn)動(dòng)能力的計(jì)算支座的轉(zhuǎn)動(dòng)能力是評(píng)估支座性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。通過計(jì)算支座的最大轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動(dòng)剛度,可以確保支座可以滿足上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)需求。5°最大轉(zhuǎn)角合理的最大轉(zhuǎn)角可確保支座的安全性能,一般不超過5°。100kN·m轉(zhuǎn)動(dòng)剛度較高的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度可保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,通常要求大于100kN·m。50%轉(zhuǎn)動(dòng)利用率支座的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)利用率應(yīng)控制在50%以內(nèi)。支座抗震性能的分析1動(dòng)力特性分析對(duì)支座的質(zhì)量、剛度和阻尼特性進(jìn)行分析,了解其在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性。2抗震性能評(píng)估評(píng)估支座在地震作用下的抗剪能力、抗拉能力和抗壓能力,確保滿足抗震設(shè)計(jì)要求。3優(yōu)化設(shè)計(jì)根據(jù)分析結(jié)果,優(yōu)化支座的設(shè)計(jì)參數(shù),提高其在地震作用下的抗震性能。4抗震檢驗(yàn)通過試驗(yàn)或模擬分析,驗(yàn)證支座在地震作用下的實(shí)際抗震性能。支座耐久性的分析耐久性檢查定期檢查支座的狀況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取修繕措施,是確保支座長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。腐蝕性分析要重點(diǎn)關(guān)注支座材料的腐蝕情況,采取防腐措施,避免因腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性能下降。老化損壞評(píng)估支座在長(zhǎng)期使用過程中會(huì)發(fā)生老化,需要評(píng)估其對(duì)承載能力和使用性能的影響。支座構(gòu)造細(xì)部設(shè)計(jì)要點(diǎn)預(yù)留空間在上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間預(yù)留足夠的空間,確保支座的安裝和檢查維護(hù)工作能夠順利進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化的支座尺寸和構(gòu)造,提高工程建設(shè)效率,降低維護(hù)成本。防護(hù)措施采取防雨、防塵、防銹等措施,保護(hù)支座免受環(huán)境因素的侵害,延長(zhǎng)使用壽命。硬化表面支座滑動(dòng)面應(yīng)采用硬化表面處理,降低摩擦系數(shù),提高滑動(dòng)性能。支座工程量的計(jì)算根據(jù)本橋梁工程支座的數(shù)量、錨栓數(shù)量、安裝工時(shí)以及混凝土用量等信息,可以計(jì)算出支座施工的詳細(xì)工程量。這有利于制定合理的工程預(yù)算和施工計(jì)劃。支座工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)1材料檢查確保支座材料符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。2尺寸檢查仔細(xì)測(cè)量支座的關(guān)鍵尺寸,確保符合圖紙和技術(shù)規(guī)范。3安裝質(zhì)量檢查支座的定位、安裝高程、水平度和垂直度等指標(biāo)。4承載能力通過荷載試驗(yàn)驗(yàn)證支座在設(shè)計(jì)荷載下的承載和變形性能。案例