橋梁支座設置于上部結構與墩台之間，主要作用就是将上部結構的各個荷載傳遞到墩台上，今天就和大家一起來學習學習橋梁支座都有什麼類型，構造都是什麼樣子，在橋梁工程中又如何計算？

第一節 概述

1. 支座的作用和要求

位置：支座設置在橋梁的上部結構與墩台之間。

作用：把上部結構的各種荷載傳遞到墩台上，并能夠适應活載、溫度變化、混凝士收縮與徐變等因素所産生的變位（位移和轉角），使上下部結構的實際受力情況符合設計的計算圖式。

支座型式和規格的選用，要考慮的因素包括橋梁跨徑、支點反力、對建築高度的要求、适應單向和多向位移及其位移量的需要，以及防震、減震的需要。

2. 支座的布置

橋梁支座的布置方式：主要根據橋梁的結構型式及橋梁的寬度确定。

簡支梁橋一端設固定支座，另一端設活動支座。

鐵路橋梁由于橋寬較小，支座橫向變位很小，一般隻需設置單向（縱向）活動支座。

公路梁橋由于橋面較寬，要考慮支座橫橋向移動的可能性。

連續梁橋每聯（由兩伸縮縫之間的若幹跨組成）隻設一個固定支座。

為避免梁的活動端伸縮量過大，固定支座宜布置在每聯長度的靠中間支點處。但若該處墩身較高，則應考慮避開，或采取特殊措施，以避免該墩頂承受過大的水平力。

曲線連續梁橋的支座布置會直接影響到梁的内力分布，同時，支座的布置應使其能充分适應曲梁的縱、橫向自由轉動和移動的可能性。

曲線箱梁中間常設單支點支座，僅在一聯範圍内的梁的端部（或橋台上）設置雙支座，以承受扭矩。有意将曲梁支點向曲線外側偏離，可調整曲梁的扭矩分布。

當橋梁位于坡道上時，固定支座應設在較低一端，以使梁體在豎向荷載沿坡道方向分力的作用下受壓，以便能抵消一部分豎向荷載産生的梁下緣拉力；當橋梁位于平坡上時，固定支座宜設在主要行車方向的前端。

橋梁的使用效果，與支座能否準确地發揮其功能有着密切的關系，因此在安放支座時，應使成橋後的上部結構的支點位置與下部結構的支座中線對齊。如果考慮到工後徐變，可能需要設置預偏量。

第二節 支座的類型和構造

1.支座的類型

2.支座的構造

2.1 簡易支座

采用幾層油毛氈或石棉制成，壓實後的厚度不小于1cm，可用于跨徑小于10m的闆梁橋。

2.2 鋼支座

鋼支座是靠鋼部件的滾動、搖動和滑動來實現支座的位移和轉動功能的。它的特點是承載能力強，能适應橋梁的位移和轉動的需要，目前仍應用于鐵路橋梁。

鋼支座常用的有鑄鋼支座和新型鋼支座。

2.2.1 鑄鋼支座

鑄鋼支座采用碳素鋼或優質鋼經過制模、翻砂、鑄造、熱處理、機械加工和表面處理制成，是一種傳統型式的支座。

視跨度與荷載的大小，鋼支座有平闆支座、弧形支座、搖軸支座、輥軸支座等幾種型式。各類支座基本上都由可以相對擺動的上、下擺組成。搖軸與輥軸支座還包括搖軸（可以看作下擺）、輥軸與底闆。

（1）平闆支座

平闆支座的上、下擺就是兩塊平闆。固定支座的上、下平闆間用鋼銷固定。活動支座隻将上平闆銷孔改成長圓形。平闆支座構造簡單、加工容易，但反力不集中，梁端不能自由轉動，伸縮時要克服較大的摩阻力，故隻适用于小跨度的梁。

（2）弧形支座

弧形支座是将平闆支座上、下擺的平面接觸改為弧面接觸。這樣，反力便能集中傳遞，梁端也能自由轉動。但伸縮時仍要克服較大的摩阻力，所以仍隻适用于較小跨度的梁。

（3）搖軸支座

搖軸支座由上擺、底闆和兩者之間的輥子組成。将圓輥多餘部分削去成為扇形，就形成搖軸。

搖軸支座能滿足活動支座的各項要求。搖軸的直徑可以加大，承載能力可以提高。但支承反力越大，相應地要求輥子（搖軸）的直徑也越大，這就使支座高度變得很大。

（4）輥軸支座

輥軸支座能滿足活動支座的各項要求。由于反力是通過若幹輥軸壓在底闆上的，因此輥子的直徑可以随其個數的增多而減小，反力也可分散而均勻地分布到墩台墊石面上。輥軸支座适用于各種大型橋梁。輥軸的個數視承載力大小而定，一般為2～10個。

鑄鋼支座能較好地适應不同跨度橋梁的要求，但支座構造複雜，用鋼量大，大型輥軸支座可高達數米。當弧面半徑很大時，若積有污垢，就轉動不靈，需要定期養護。

目前公路橋梁已較少采用鑄鋼支座，鐵路橋梁也開始使用盆式橡膠支座。

2.2.2 新型鋼支座

新型鋼支座主要有：不鏽鋼或合金鋼支座、滑闆鋼支座、球面支座。

特點：

①采用不鏽鋼或高級合金鋼材料制造，支座可封閉在油箱内，以防生鏽并減少維護或免維護；

②對承受接觸應力的部分進行表面硬化處理，以提高其容許承載力；

③支座的轉動部分采用鋼制或黃銅制成的球冠形，在球冠的上、下分别設置聚四氟乙烯闆以減少摩阻力，構成球面（型）支座。

△球面支座

2.3 橡膠支座

2.3.1 闆式橡膠支座

闆式橡膠支座有矩形和圓形。

支座的橡膠材料以氯丁橡膠為主，也可采用天然橡膠。氯丁橡膠一般用于最低氣溫不超過-25℃的地區，天然橡膠用于-30℃ ~-40℃的地區。

根據試驗分析，橡膠壓縮彈性模量E、容許壓應力 和容許剪切角[tgr]的數值，均與支座的形狀系數S有關。形狀系數為橡膠支座的承壓面積與自由表面積之比。

矩形支座形狀系數為：

為滿足橡膠的容許壓應力和使支座能适應梁端轉動的要求，支座的長度a與寬度b之比取決于主梁下的有效寬度及所需的剪切角g。

一般應充分利用有效寬度b，而盡可能減小a的尺寸，以降低轉動阻抗力矩。?根據支座穩定的要求，支座的總厚度不得大于平面最小尺寸的30%。

構造特點：常用的闆式橡膠支座采用薄鋼闆或鋼絲網作為加勁層以提高支座的豎向承載能力。

變形機理：（1）不均勻彈性壓縮實現轉動；（2）剪切變形實現水平位移；（3）無固定和活動支座之分。

性能指标：（1）容許應力；（2）彈性模量和剪切模量（3）容許剪切的正切值。?适用範圍：支座反力為70－3600kN的公路、城市橋梁。

2.3.2 四氟滑闆式橡膠支座

2.3.3 其它類型闆式橡膠支座?橋梁球冠圓闆式橡膠支座

球冠圓闆式橡膠支座在有一定縱橫坡下優于普通平面圓式橡膠支座，它能有效可靠地将上部結構的荷載傳遞給下部結構，改善在安裝過程中産生的偏壓脫空等不良現象，适用于各種布置複雜，縱坡較大的立交橋及高架橋。

△坡型闆式橡膠支座

△鉛芯橡膠支座

2.4橋梁盆式橡膠支座

盆式橡膠支座是鋼構件與橡膠組合而成的新型橋梁支座。具有承載能力大、水平位移量大、轉動靈活等特點，适用于支座承載力為1000KN以上的大跨徑橋梁。

盆式橡膠支座分固定支座與活動支座。活動盆式橡膠支座由上支座闆、聚四氟乙烯闆、承壓橡膠塊、橡膠密封圈、中間支座闆、鋼緊箍圈、下支座闆以及上下支座連接闆組成。組合上、中支座闆構造或利用上下支座連接闆即可形成固定支座。

3．支座的選擇

應根據橋梁結構的跨徑、支點反力的大小、梁體的變形程度等因素來選取支座類型。

支座承載力大小的選擇，應根據橋梁恒載、活載的支點反力之和及墩台上設置的支座數目來計算。

合适的盆式橡膠支座一般為：最大反力不超過支座容許承載力的5%，最小反力不低于容許承載力的80%。規定最小反力的目的是保證支座具有良好的滑移性能，因為聚四氟乙烯闆的磨擦系數與壓力成反比，如果低于規定的數值，則磨擦系數将會增大。

支座選配時，一般不必過多擔心支座的安全儲備，比如計算得到一個支座的最大反力為4100，最小反力為3700，那就選用承載力為4000的支座，這是因為4000支座的允許支反力變化範圍是3200～4200，不要從更安全的角度考慮加大支座的承載力而選用5000的支座。因為5000支座最低合适的承載力是4000，而最小支反力3700已小于此值，故不适宜選用。雖然我們規定最大反力，不超過容許承載力的5%，但支座實際的安全系數一般在4～5以上。

第三節 支座計算

1. 支座所受荷載

(1)在計算汽車荷載支座反力時，應計入沖擊影響力。當支座可能出現上拔力時，應分别計算支座的最大豎向力和最大上拔力。

(2)直線橋梁的支座，一般僅需計入縱向水平力。斜橋和彎橋的支座，還需要考慮由于汽車荷載的離心力或其它原因如風力等産生的橫向水平力。

(3)汽車荷載産生的制動力，應按照設計規範要求，根據車道數确定。剛性墩台各種支座傳遞的制動力，按規範中的規定采用。其中，規定每個活動支座傳遞的制動力不得大于其摩阻力；當采用厚度相等的闆式橡膠支座時，制動力可平均分配至各支座。

(4)對于梁橋，地震地區橋梁支座的外力計算，應根據設計的地震烈度，按規範規定進行計算和組合。

2. 闆式橡膠支座的設計計算

2.1 支座平面尺寸

根據橡膠支座和支承墊石混凝土的壓應力不超過它們相應容許承壓應力的要求，确定支座平面面積。在一般情況下，面積由橡膠支座控制設計。

2.2 支座高度

2.3 支座偏轉與平均壓縮變形驗算：

2.4 支座抗滑性驗算：

橡膠支座一般直接擱置在墩台與梁底之間，在它受到梁體傳來的水平力後，應保證支座不滑動，亦即支座與混凝土之間要有足夠大的摩阻力來抵抗水平力，故應滿足下式：

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