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)計和選擇對于整個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、耐久性等的計算方法和設(shè)計措施。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或滑動裝置組成,構(gòu)成了承載整個上部結(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,中間滾動或滑動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,適用于受力相對集中的上橋結(jié)構(gòu)。可以通過設(shè)置限位裝置來控制其移動?；瑒又ё试S橋面結(jié)構(gòu)在水平方向自由滑動,可以吸收溫度變化等引起的伸縮變形。采用滾動摩擦元件或平滑的滑動面實現(xiàn)。搖動支座可以在一個軸線上自由搖動,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)實現(xiàn)。彈性支座采用橡膠或其他彈性材料,可以吸收振動和沖擊,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，選擇承載能力足夠的支座類型。支座運動方式根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的變形特點，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)計確定載荷條件確定橋梁的永久荷載、臨時荷載和環(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)。計算應(yīng)力和位移對支座進(jìn)行應(yīng)力和位移計算,確保其安全性和變形滿足要求。滑動支座的設(shè)計1確定滑動方向根據(jù)上部結(jié)構(gòu)受力分析確定滑動支座的滑動方向2選擇滑動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)計滑動面積根據(jù)預(yù)估的滑移量和支座承載能力計算滑動支座是一種能夠在水平方向發(fā)生相對位移的橋梁支座。其設(shè)計需要確定滑動方向、選擇合適的滑動材料,并根據(jù)預(yù)估的滑移量和支座承載能力來設(shè)計滑動面積。搖動支座的設(shè)計1限度角度支座搖動角度不超過3°2搖動機制利用球面或圓柱面實現(xiàn)搖動3結(jié)構(gòu)形式內(nèi)部設(shè)有彈簧或其他緩沖裝置搖動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機制,限制搖動角度在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)動自由度。2滑動支座連接采用銷軸或滑動板將滑動支座與上部結(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彈性元件,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)整施工時需要對支座進(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)整對于滑動支座和搖動支座，需要精細(xì)調(diào)整支座的位置和活動情況,確保其能夠自由運動。嚴(yán)格檢驗在安裝完成后,應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢查,確保各項指標(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),確保其長期穩(wěn)定可靠運行。支座的檢查與養(yǎng)護(hù)定期檢查需定期對支座進(jìn)行肉眼檢查,及時發(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,補充潤滑油,防止腐蝕和磨損。確保支座良好運轉(zhuǎn)。及時修復(fù)對于嚴(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期使用或外力作用,支座可能會出現(xiàn)局部破損。需及時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,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期使用中會出現(xiàn)老化和變形。需定期檢查并視情況進(jìn)行更換。滑動不暢滑動支座可能會因缺少潤滑或受到阻礙而滑動不暢。應(yīng)清理其表面,并補充必要的潤滑劑。支座溫度效應(yīng)的計算橋梁支座需要考慮溫度變化對其性能的影響。這包括計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)計支座的承載能力、滑移能力和轉(zhuǎn)動能力。同時還需要預(yù)留足夠的空間以滿足溫度變化引起的支座位移。通過對溫度效應(yīng)的精確計算和合理的設(shè)計措施，可以確保橋梁在各種環(huán)境溫度條件下都能安全、可靠地運行。支座溫度效應(yīng)的設(shè)計措施溫度變形補償采用可調(diào)滑移或轉(zhuǎn)動支座,設(shè)置伸縮縫等措施,以應(yīng)對溫度變化引起的橋梁結(jié)構(gòu)的受力變化和位移變形?？箖鲈O(shè)計在寒冷地區(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)測在關(guān)鍵位置設(shè)置溫度傳感器,實時監(jiān)測支座的溫度變化,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。吸收振動緩沖裝置可以吸收來自車輛行駛、地震等動荷載導(dǎo)致的振動,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支座和整個橋梁的使用壽命,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)計時需考慮支座的位移、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)計材料選擇錨栓材料需要滿足強度、耐腐蝕等要求,通常采用優(yōu)質(zhì)鋼材。尺寸設(shè)計錨栓長度需根據(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。性能檢驗錨栓安裝后需進(jìn)行拔出試驗,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。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、伸出長度等。如發(fā)現(xiàn)任何異常情況必須及時處理，確保錨栓安裝質(zhì)量符合設(shè)計要求。定期檢查投入使用后,應(yīng)定期檢查錨栓的狀態(tài),監(jiān)測是否存在銹蝕、松動等問題。一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時采取修理或更換措施,確保錨栓長期穩(wěn)定可靠。支座承壓能力的計算承壓指標(biāo)主要計算公式計算依據(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度f_cd=f_ck/γ_cf_ck為混凝土抗壓強度特征值，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對于受壓支座而言，確保承壓安全是首要任務(wù)。通過計算承壓應(yīng)力、極限承壓強度和安全系數(shù)，可以確保支座承壓能力滿足設(shè)計要求。支座滑動能力的計算2.0摩擦系數(shù)評估支座與接觸面之間的靜摩擦系數(shù)30K垂直荷載計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能力的計算需要考慮多個關(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)動能力的計算支座的轉(zhuǎn)動能力是評估支座性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。通過計算支座的最大轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動剛度,可以確保支座可以滿足上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動需求。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)動剛度較高的轉(zhuǎn)動剛度可保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,通常要求大于100kN·m。50%轉(zhuǎn)動利用率支座的實際轉(zhuǎn)動利用率應(yīng)控制在50%以內(nèi)。支座抗震性能的分析1動力特性分析對支座的質(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力響應(yīng)特性。2抗震性能評估評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)計要求。3優(yōu)化設(shè)計根據(jù)分析結(jié)果,優(yōu)化支座的設(shè)計參數(shù),提高其在地震作用下的抗震性能。4抗震檢驗通過試驗或模擬分析,驗證支座在地震作用下的實際抗震性能。支座耐久性的分析耐久性檢查定期檢查支座的狀況,及時發(fā)現(xiàn)問題并采取修繕措施,是確保支座長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。腐蝕性分析要重點關(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。老化損壞評估支座在長期使用過程中會發(fā)生老化,需要評估其對承載能力和使用性能的影響。支座構(gòu)造細(xì)部設(shè)計要點預(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,延長使用壽命。硬化表面支座滑動面應(yīng)采用硬化表面處理,降低摩擦系數(shù),提高滑動性能。支座工程量的計算根據(jù)本橋梁工程支座的數(shù)量、錨栓數(shù)量、安裝工時以及混凝土用量等信息,可以計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)算和施工計劃。支座工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)1材料檢查確保支座材料符合設(shè)計要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行進(jìn)場檢驗。2尺寸檢查仔細(xì)測量支座的關(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驗證支座在設(shè)計荷載下的承載和變形性能。案例