桥梁施工中支座的应用与布设

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摘要：本文从工程实用角度出发，对公路桥梁支座的布设及橡胶支座的应用进行了简要介绍与分析。

关键词：梁式桥，橡胶支座，布设 ， 应用

Abstract: this article from the engineering practical perspective, the highway bridge bearings laid and the application of rubber bearings are briefly introduced and analyzed.

Keywords: beam bridge type, rubber bearings, layout, applications

中图分类号：O434.19 文献标识码：A 文章编号：

桥梁支座是连接桥梁上、下部结构的，它的作用有两个方面：一方面是将上部结构的作用力传递给桥墩；另一方面则是适应梁体因温度、混凝土的收缩徐变及荷载作用下而引起的水平位移和挠曲引起的梁体转动。目前，从简易的油毛毡层至结构复杂的橡胶盆式支座，支座结构类型很多，其中橡胶支座能很好的满足这方面的要求，因此得以普遍推广。

下面结合桥梁结构对桥梁支座的布设做以下阐述：

1简支梁桥

对于简支梁桥，根据桥梁宽度和跨度，此类结构可以用各种形式的支座。对于标准跨径在10m以内的简支板或者简支梁桥，为简单起见，可不设专门的支座结构而直接将板或梁安装在简易垫层上面，简易垫层通常由几层毛毡做成。对于跨度较大（35m左右）的预制梁，通常采用橡胶支座。桥梁支承采用橡胶支座有以下两种可能：

1.1纵向和横向水平力由支座的刚度承受，这些支座是共同作用的。这种布设方法通常称为浮动结构，经常被使用于地震区。在高烈度地震区如果采用这种布设方法，则需要特殊设计，抗震橡胶支座一般包含一个中心 。这种情况下桥跨均布设活动支座。

1.2桥跨结构一端布置固定支座，另一端布置活动支座。固定端的水平力由一个销钉支座承受，而自由端的水平力由定向滑动支座承受。

2多跨连续梁桥

在多跨结构中，支座的作用更为重要，因为结构的多跨连续要求较大的伸缩位移量，在这种结构中通常应使用金属支座，但在年温差和湿度差很小的情况下，仍可采用橡胶支座。

对于直梁桥，上部结构跨径和桥墩数决定了作用在固定支座的力的大小。通常固定支座可设在桥墩或桥台上，只要它能承受上部结构位移的反作用力，如果能够在结构中部选一个点来固定，那么由内部应力引起的作用在固定支座上的合力就为最小。假如固定点两端的长度相近，则由混凝土徐变，温度变化引起的支座摩阻力可以相互抵消。但制动力之类的外力则不能这样考虑。

在对桥长的结构设计方案做经济评定时，由支座累积的摩阻力是相当重要的。水平力越大，对墩柱及基础的要求越高，因此桥长较长的结构应尽量选用低摩阻支座。在地基稳定的情况下，可使用低摩阻滚动支座，这种支座的摩阻系数很低，实际上只有0.5%左右，在设计时可偏安全的采用1.5%的摩阻系数来计算。传统的四氟板式滑动支座的摩阻系数为3%~6%，因而采用滚动支座时固定点的水平力至少可减少到四氟板式滑动支座的1/2。但滚动支座只允许单向转动，因此这种支座不适合容易发生地基沉降的情况。

滚动支座支承可以布设在桥台上或中墩上。但应注意的是定向支座应与固定支座排成一行。在一排的支座中位移可能有差别，因此，应合理的采用具有全向转动能力的支座。如盆式橡胶支座或者球面支座。此外，由于桥墩不能横向弯曲，所以需要一排固定支座来保证当发生很小的横向位移时不产生应力。

在柔性墩结构中，相应的支座按水平荷载的分配来选择。如可在中墩上设固定支座，此时墩上的纵、横向荷载均由墩柱上支座来分担；其余每个墩上都配有定向滑移支座以便分担横向水平荷载；桥台的横向刚度较大，所以只需在一个桥台上设置定向支座。

而对于曲线桥梁，由于曲杆的质量重心常位于杆轴两端连线之外,所以即使在自重作用下，桥跨结构也会产生扭矩，所以曲线梁桥的支承布置，必须能够承受自重和活载偏载等因素所产生的合扭矩作用。曲线梁桥的支承方式应根据曲率半径的大小，上下部结构的总体布置图而定。根据支座布置的情况以决定全桥的力学计算图式，这样会直接影响到全桥内力分布。因此，曲线桥梁的支承布置是否合理是一个十分重要的问题。曲线桥梁中，支座的形式有抗扭支承与固定式点铰支承。抗扭支承通常由多个横向的橡胶支座（板式或盆式）组成，固定式点铰支承现多由盆式橡胶支座或板式橡胶支座构成。

3以下是对橡胶支座的使用情况的简单总结：

3.1板式橡胶支座

板式橡胶支座的工作原理是以橡胶的弹性压缩来实现梁的竖向转动，以橡胶块的剪切变形来保证梁的水平位移。因而板式橡胶支座没有固定支座和活动支座之分。由于其水平位移是靠橡胶的剪切变形来实现的，容许水平位移量较小，故适用于中小跨径的公路、城市桥梁和铁路桥梁。标准跨径20m以内的桥梁，一般可采用板式橡胶支座。板式橡胶支座又可分为矩形和圆形两种，圆形板式橡胶支座主要用于圆形墩柱桥梁。板式橡胶支座的型号、高度等应根据实际的位移量及支座反力大小来确定。板式橡胶支座应尽量水平安装，当必须倾斜安装时，最大纵坡应≤2%。

3.2四氟橡胶滑板支座

四氟橡胶滑板支座是板式橡胶支座的顶面粘贴一层平面尺寸与之相等的聚四氟乙烯板，在梁的底面设置一块不锈钢板与之做相对的滑移运动。这是利用了聚四氟乙烯板和不锈钢之间的相对运动时摩擦系数很小的特点，使之成为活动支座。它除了具有板式橡胶支座的优点外，还能满足水平位移量较大的要求。因而适用于较大跨度的简支梁和连续梁及桥面连续的桥梁。四氟橡胶滑板支座分为封闭型和简易型两种型式。对于城市桥梁及受紫外线辐射、空气污染与粉尘严重的地区，应采用封闭型，其余均可采用简易型。四氟橡胶滑板支座的型号、高度等应根据实际的位移及支座反力大小来确定。四氟橡胶滑板支座应尽量水平安装，当必须倾斜安装时，最大纵坡应≤2%。

3.3盆式橡胶支座

盆式橡胶支座是在一盆形的底座内放置一橡胶块，利用橡胶在三相受力状态下具有流体的性质这一特点来实现大的转角，同时通过放置在中间支承钢板上的聚四氟乙烯板与不锈钢板之间相对运动时的低摩擦系数来实现梁的水平位移。盆式橡胶支座能满足大的支座反力和大水平位移以及大转角的要求，适用于跨度大和支座反力大的桥梁。

3.4球冠橡胶支座

由于板式橡胶支座、四氟橡胶滑板支座只适用于坡度较小的桥梁（坡度≤2%）。当桥梁纵坡较大时，则采用普通球冠圆形板式橡胶支座和四氟滑板球冠圆形板式橡胶支座。球冠形橡胶支座具有较好的传力均匀性，特别是在有一定的纵横坡下受力效果明显优于板式橡胶支座、四氟橡胶滑板支座，同时可以避免一般板式橡胶支座在安装中产生的偏压和脱空现象。球冠形橡胶支座不仅适用于一般桥梁，也适用于各种结构复杂的桥梁，尤其适用于纵坡较大的桥梁，适用坡度为5%~8%。普通球冠圆形板式橡胶支座和四氟橡胶滑板式球冠圆形支座的型号、高度等应根据实际的位移量及支座反力大小来确定。

桥梁支座的选用，应根据桥梁跨度、荷载等级、桥面连续情况、桥面纵横坡、气候条件、桥梁结构形式、桥梁用途等因素，本着经济、安全、实用的原则合理选用。

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