橋梁支座方案專業(yè)橋梁工程設(shè)計(jì)課件2025年4月版講師：工程技術(shù)部目錄橋梁支座基礎(chǔ)知識概念、功能、作用支座類型與特點(diǎn)分類、材料、性能設(shè)計(jì)選型考慮因素荷載、位移、環(huán)境支座安裝與維護(hù)施工工藝、檢測、更換什么是橋梁支座連接構(gòu)件橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)連接的關(guān)鍵部件傳遞荷載傳遞荷載并允許必要的位移和轉(zhuǎn)動安全保障保證橋梁結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行的重要組成部分支座的基本功能支撐荷載支撐上部結(jié)構(gòu)重量和活載允許變形允許橋梁伸縮和轉(zhuǎn)動傳遞水平力確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定吸收動力減少振動影響支座在橋梁體系中的作用平衡溫度變形適應(yīng)熱脹冷縮適應(yīng)撓度變化應(yīng)對負(fù)載形變抵抗外部荷載抵御地震和風(fēng)力減少振動傳遞增強(qiáng)舒適性支座歷史發(fā)展1傳統(tǒng)時代石墩木梁簡易支撐2早期混凝土橋鋼鉸支座出現(xiàn)3現(xiàn)代技術(shù)橡膠和聚四氟乙烯材料應(yīng)用4未來趨勢智能監(jiān)測與新材料支座分類基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式板式、盆式、球型等材料分類鋼支座、橡膠支座、復(fù)合支座功能分類固定支座、活動支座、阻尼支座受力特性單向、雙向、多向力傳遞支座分類詳解固定支座限制水平位移但允許轉(zhuǎn)動適用于橋梁固定端活動支座允許一定水平位移和轉(zhuǎn)動適應(yīng)溫度變化和長期變形彈性支座通過變形吸收部分能量提供較好的阻尼性能特殊功能支座如抗震、減振、智能監(jiān)測等滿足特殊工程需求板式橡膠支座結(jié)構(gòu)特點(diǎn)多層鋼板與橡膠交替疊壓適用范圍中小跨徑橋梁承載能力15-50MPa壽命周期20-25年板式橡膠支座優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)成本低、施工簡便缺點(diǎn)位移能力有限、耐久性一般應(yīng)用場景公路橋、輕軌橋使用限制大位移、高轉(zhuǎn)角不宜使用盆式支座結(jié)構(gòu)原理鋼盆內(nèi)橡膠塊承壓，上蓋板轉(zhuǎn)動力學(xué)性能承載力大，轉(zhuǎn)動性能優(yōu)良適用范圍大跨徑橋梁、高荷載結(jié)構(gòu)承載能力可達(dá)80MPa以上盆式支座優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)承載力大轉(zhuǎn)動能力好結(jié)構(gòu)緊湊缺點(diǎn)造價(jià)高維護(hù)復(fù)雜密封要求高技術(shù)參數(shù)轉(zhuǎn)角≤0.04rad使用溫度-40°C~70°C設(shè)計(jì)壽命30年球型支座結(jié)構(gòu)特點(diǎn)球面接觸實(shí)現(xiàn)全方位轉(zhuǎn)動承載性能垂直承載力大，轉(zhuǎn)動靈活適用橋型大跨徑、曲線橋、異形橋技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)角可達(dá)0.07rad球型支座優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)動性能優(yōu)異、受力均勻；缺點(diǎn)：制造精度要求高、成本較高滑移支座0.05摩擦系數(shù)PTFE滑板靜摩擦系數(shù)±100mm位移能力典型中等跨徑橋梁-40°C最低使用溫度寒冷地區(qū)適用性良好30年使用壽命正常維護(hù)條件下滾輪支座結(jié)構(gòu)形式鋼制滾輪組實(shí)現(xiàn)位移適用條件大位移要求橋梁性能特點(diǎn)位移阻力小，承載力大設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算關(guān)鍵抗震支座隔震原理延長結(jié)構(gòu)周期降低地震響應(yīng)鉛芯橡膠支座提供阻尼和恢復(fù)力減震性能可減小70%地震力設(shè)計(jì)選型基于地震烈度和結(jié)構(gòu)特性特殊功能支座智能監(jiān)測支座內(nèi)置傳感器實(shí)時監(jiān)控受力狀態(tài)可更換支座模塊化設(shè)計(jì)便于維護(hù)更新新型復(fù)合材料支座輕質(zhì)高強(qiáng)環(huán)保耐久支座選型基本原則橋型與跨徑根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)類型和跨度確定支座基本類型荷載與位移分析垂直力、水平力和位移需求環(huán)境因素考慮溫度、濕度、鹽霧等環(huán)境條件經(jīng)濟(jì)可行性綜合初投資和全壽命周期成本支座設(shè)計(jì)流程荷載分析確定各類荷載組合位移與轉(zhuǎn)角計(jì)算設(shè)計(jì)需求支座選型確定支座類型規(guī)格布置設(shè)計(jì)確定數(shù)量與位置荷載計(jì)算方法恒載活載溫度荷載地震荷載風(fēng)荷載各類荷載在支座設(shè)計(jì)中的典型比重分布位移分析溫度變形α×L×ΔT徐變收縮約0.3‰×L地震位移基于反應(yīng)譜分析容許位移設(shè)計(jì)位移×1.5轉(zhuǎn)角分析1彈性轉(zhuǎn)角由活載引起的瞬時轉(zhuǎn)角2施工階段轉(zhuǎn)角由施工誤差產(chǎn)生的初始轉(zhuǎn)角3使用階段轉(zhuǎn)角長期變形引起的累積轉(zhuǎn)角4容許轉(zhuǎn)角確定計(jì)算轉(zhuǎn)角總和×1.5安全系數(shù)支座布置原則固定與活動一端固定一端活動的經(jīng)典布置單向與雙向根據(jù)位移方向需求合理布置對稱布置避免溫度變形引起的附加內(nèi)力特殊環(huán)境下的支座選擇高寒地區(qū)選用低溫橡膠材料考慮更大溫度變形范圍防凍防裂設(shè)計(jì)沿海環(huán)境不銹鋼或高防腐處理加強(qiáng)密封防鹽霧增加檢修頻率強(qiáng)震區(qū)選用鉛芯隔震支座增大位移容量加強(qiáng)抗傾覆設(shè)計(jì)支座設(shè)計(jì)計(jì)算支座各項(xiàng)性能驗(yàn)算的典型安全系數(shù)要求支座設(shè)計(jì)軟件介紹主流設(shè)計(jì)軟件MidasCivilSAP2000國內(nèi)自主軟件有限元分析ANSYSABAQUS精細(xì)化建模參數(shù)化工具支座快速選型參數(shù)靈敏度分析優(yōu)化設(shè)計(jì)支座生產(chǎn)制造制造標(biāo)準(zhǔn)JT/T391、GB/T17955等國標(biāo)規(guī)范質(zhì)量控制原材料檢測、生產(chǎn)過程控制、成品檢驗(yàn)檢測方法荷載試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、老化試驗(yàn)認(rèn)證體系ISO9001、產(chǎn)品型式檢驗(yàn)、市場準(zhǔn)入支座安裝準(zhǔn)備工作現(xiàn)場測量驗(yàn)證支座安裝位置和標(biāo)高預(yù)埋件檢查預(yù)埋鋼板位置精度支座保護(hù)防塵防潮防碰撞工具設(shè)備水平儀、千斤頂、灌漿設(shè)備支座安裝工藝標(biāo)高控制精確測量并調(diào)整墊板厚度找平固定支座底部灌漿確保平整接觸臨時固定使用限位裝置防止施工期移動精度檢查驗(yàn)證水平度誤差不超過1/1000支座施工質(zhì)量控制關(guān)鍵檢測點(diǎn)標(biāo)高、水平度、方向性、預(yù)應(yīng)力常見問題傾斜、高差、初始偏位驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》3文檔管理資料收集、記錄與歸檔支座安裝常見問題標(biāo)高控制偏差、預(yù)埋鋼板問題、灌漿不實(shí)、臨時固定失效是常見施工問題支座安裝案例分析2000噸大跨徑橋超大支座承載力0.03mm斜拉橋安裝精度要求72小時城市高架快速更換周期350km/h高鐵橋梁設(shè)計(jì)列車速度支座使用期檢測常規(guī)檢查每季度目視檢查，每年詳細(xì)檢測專項(xiàng)檢測位移量測、承載力測試、材料老化分析無損檢測超聲波、紅外熱成像、應(yīng)變監(jiān)測智能監(jiān)測傳感器實(shí)時數(shù)據(jù)采集分析支座常見病害橡膠老化表面龜裂、硬度增加鋼板銹蝕減弱承載能力滑板磨損增大摩擦系數(shù)支座損傷評估輕微一般嚴(yán)重危險(xiǎn)典型橋梁支座損傷等級分布情況統(tǒng)計(jì)支座養(yǎng)護(hù)與維修日常保養(yǎng)清潔、防銹、緊固螺栓防護(hù)措施增設(shè)防塵蓋板和排水設(shè)施修復(fù)方案表面修補(bǔ)、局部更換維修周期輕微維護(hù)5年，大修15年支座更換技術(shù)更換指標(biāo)損傷程度超過臨界標(biāo)準(zhǔn)千斤頂支撐精確頂升確保結(jié)構(gòu)安全更換流程移除舊支座，安裝新支座質(zhì)量控制精度校核，荷載轉(zhuǎn)換支座更換案例高速公路橋交通不中斷快速更換鐵路橋梁天窗期間精準(zhǔn)施工城市高架夜間作業(yè)最小干擾特大橋特殊技術(shù)保障安全國內(nèi)外規(guī)范對比中國規(guī)范JT/T391、JTG3362美國AASHTO柔性與分散設(shè)計(jì)理念歐洲規(guī)范EN1337，更嚴(yán)格材料要求日本規(guī)范注重抗震性能國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢高性能材料纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用智能化支座傳感與監(jiān)測一體化綠色環(huán)保可回收材料與低碳制造預(yù)測性維護(hù)大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用案例分析：高速鐵路橋梁支座方案鐵路橋梁支座項(xiàng)目各階段時間分配案例分析：大跨徑懸索橋支座方案工程特點(diǎn)主跨1200米復(fù)雜荷載組合極端環(huán)境條件支座方案大型球鉸支座特殊防腐處理實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)難點(diǎn)超大承載力多向位移適應(yīng)抗疲勞設(shè)計(jì)案例分析：城市高架快速路支座方案5年設(shè)計(jì)壽命快速更換周期9天施工工期最小交通影響80%噪音減少特殊減振支座效果30%成本節(jié)約與傳統(tǒng)方案比較案例分析：抗震橋梁支座設(shè)計(jì)鉛芯橡膠支座可降低80%地震力，延長結(jié)構(gòu)周期，提高安全性BIM技術(shù)在支座設(shè)計(jì)中的應(yīng)用參數(shù)化建模支座精確三維模型整體模型結(jié)合與橋梁結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)施工模擬預(yù)測并避免施工碰撞全生命周期從設(shè)計(jì)到拆除全過程管理智能支座監(jiān)測系統(tǒng)決策支持提供維護(hù)更換建議狀態(tài)評估分析支座健康狀況數(shù)據(jù)傳輸無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時上傳傳感器布置應(yīng)變、位移、溫度、傾角支座方案經(jīng)濟(jì)性分析初投資維護(hù)費(fèi)用更換成本