常見的幾種橋梁支座的布設(shè)方法

宦 宇 武余波

摘要本文從支座和梁橋的類型和功能方面,簡述常見的幾種橋梁支座的布設(shè)方法。

關(guān)鍵詞支座橋梁

中圖分類號(hào):U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

支座及支座類型支座是設(shè)置在橋梁上、下部結(jié)構(gòu)之間的傳力和連接裝置。其作用是將上部結(jié)構(gòu)的各種荷載傳遞到墩臺(tái)上,并適應(yīng)活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素所產(chǎn)生的位移,使橋梁的實(shí)際受力情況符合結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式。橋梁支座按其容許變位方式分為固定支座與活動(dòng)支座,活動(dòng)支座又可分為單向活動(dòng)支座與多向活動(dòng)支座(圖1)。

1 常見幾種橋梁支座的布設(shè)方法的簡述

1.1 簡支梁橋

簡支梁橋在理論上一端設(shè)固定支座,另一端設(shè)活動(dòng)支座,鐵路橋梁由于橋?qū)捿^小,支座橫向變位很小,一般只需要布設(shè)單向活動(dòng)支座。而對(duì)于公路T形梁橋,由于其橋面較寬,因此要考慮支座可能發(fā)生的橫向移動(dòng),支座布設(shè)如圖2。

對(duì)于小跨徑(小于10m)的簡支梁橋或簡支板橋,一般不需專門設(shè)置支座結(jié)構(gòu),而是采用幾層毛氈做成簡易墊層,然后直接將梁或板安裝在簡易墊層上面即可。隨著橋梁結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和新型支座材料的出現(xiàn),現(xiàn)在多采用無加勁的板式橡膠支座。

對(duì)于大跨徑(通常為30~40m)預(yù)制裝配式簡支肋梁橋,通常采用矩形平面的板式橡膠支座。支座在安裝時(shí),應(yīng)盡量選擇在年平均氣溫時(shí)進(jìn)行,必須保證支座準(zhǔn)確安裝就位?；顒?dòng)支座還應(yīng)設(shè)防塵罩。如果支座比梁肋寬,就應(yīng)在支座與梁之間布設(shè)鋼墊板。通常支座無須與墩臺(tái)或支撐墊石固定,在水平荷載較大時(shí),為防止支座滑動(dòng),可借助支座頂面、底面上的定位孔來固定。

1.2 單跨或雙跨斜橋

斜橋的支座布設(shè)與簡支梁橋結(jié)構(gòu)相類似,支座類型多為圓形平面的板式橡膠支座,但為了避免支座位移方向與斜橋的橋墩或橋臺(tái)相垂直,支座安裝時(shí)應(yīng)使位移方向與行車道中心線平行。根據(jù)對(duì)斜橋中各角點(diǎn)受力情況的分析來看,斜板橋上鈍角處反力較大,而銳角處反力較小。當(dāng)斜交角與斜橋的寬跨比都較大時(shí),銳角便有向上翹起的趨勢。此時(shí),應(yīng)考慮設(shè)置拉力支座。

1.3 連續(xù)直梁橋

連續(xù)梁橋的支座布設(shè)與單跨簡支梁橋結(jié)構(gòu)相似,但值得注意的是連續(xù)梁橋的支座布置時(shí)每聯(lián)只設(shè)一個(gè)固定支座。一般宜將固定支座設(shè)置在橋長中間部位的橋墩上,以使其兩側(cè)的自由伸縮的長度較均勻(圖3)。若該部位墩身較高時(shí),則應(yīng)考慮避開,以防止墩身承受的水平力過大,橋墩與橋臺(tái)上布設(shè)活動(dòng)橡膠支座;若中間部位墩身相對(duì)矮壯時(shí),則應(yīng)采用定向或固定支座。

1.4曲線連續(xù)梁橋

曲線連續(xù)梁橋的支座布置會(huì)直接影響到梁的內(nèi)力分布,同時(shí),支座布設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮曲梁的縱、橫向可能產(chǎn)生的自由轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng),通常宜采用球形支座。由于曲梁的溫度伸縮變形沿梁的割線方向,而曲梁由于混凝土收縮、徐變產(chǎn)生的梁體變形則沿梁的切線方向,因此曲線連續(xù)梁橋支座通常采用多向活動(dòng)支座。

2 結(jié)論

總之,橋梁支座的布置主要和橋梁的結(jié)構(gòu)形式有關(guān),支座布置不當(dāng)會(huì)降低支座的使用壽命,因此在支座布置時(shí),應(yīng)遵循以下原則:(1)當(dāng)橋梁位于坡道上時(shí),固定支座應(yīng)布設(shè)在較低一端,抵消一部分由于豎向荷載產(chǎn)生的梁下緣拉力;連續(xù)橋梁一般應(yīng)設(shè)在下坡方向的橋臺(tái)上。(2)當(dāng)橋梁位于平坡上時(shí)固定支座的布設(shè),簡支梁橋宜設(shè)在主要行車方向的前端;連續(xù)梁橋宜設(shè)在主要行車方向的前端橋臺(tái)上。(3)當(dāng)連續(xù)梁橋較長時(shí),固定支座宜設(shè)在每一聯(lián)梁的中間支點(diǎn)上。當(dāng)位于山谷區(qū)時(shí),固定支座宜設(shè)在相對(duì)矮壯的橋墩上,并盡量向中間墩設(shè)置。(4)固定支座宜設(shè)在具有較大支座反力的地方。(5)固定支座應(yīng)避開不良地質(zhì)的橋墩。(6)墩頂橫梁的橫向剛度較小時(shí),應(yīng)設(shè)置橫向宜轉(zhuǎn)動(dòng)的橋梁支座。(7)在同一橋墩上的幾個(gè)支座應(yīng)具有相近的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度。(8)對(duì)于斜橋及橫向易發(fā)生變形的橋梁,不宜采用輥軸和搖軸等線支座。(9)在地震區(qū)要滿足橋梁防震、減震的需要。(10)寬橋、彎橋,應(yīng)根據(jù)全橋總布置圖、線形、橋梁受力等情況綜合布設(shè)。