常见的几种桥梁支座的布设方法

宦 宇 武余波

摘要本文从支座和梁桥的类型和功能方面,简述常见的几种桥梁支座的布设方法。

关键词支座桥梁

中图分类号:U445文献标识码:A

支座及支座类型支座是设置在桥梁上、下部结构之间的传力和连接装置。其作用是将上部结构的各种荷载传递到墩台上,并适应活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素所产生的位移,使桥梁的实际受力情况符合结构计算图式。桥梁支座按其容许变位方式分为固定支座与活动支座,活动支座又可分为单向活动支座与多向活动支座(图1)。

1 常见几种桥梁支座的布设方法的简述

1.1 简支梁桥

简支梁桥在理论上一端设固定支座,另一端设活动支座,铁路桥梁由于桥宽较小,支座横向变位很小,一般只需要布设单向活动支座。而对于公路T形梁桥,由于其桥面较宽,因此要考虑支座可能发生的横向移动,支座布设如图2。

对于小跨径(小于10m)的简支梁桥或简支板桥,一般不需专门设置支座结构,而是采用几层毛毡做成简易垫层,然后直接将梁或板安装在简易垫层上面即可。随着桥梁结构体系的发展和新型支座材料的出现,现在多采用无加劲的板式橡胶支座。

对于大跨径(通常为30~40m)预制装配式简支肋梁桥,通常采用矩形平面的板式橡胶支座。支座在安装时,应尽量选择在年平均气温时进行,必须保证支座准确安装就位。活动支座还应设防尘罩。如果支座比梁肋宽,就应在支座与梁之间布设钢垫板。通常支座无须与墩台或支撑垫石固定,在水平荷载较大时,为防止支座滑动,可借助支座顶面、底面上的定位孔来固定。

1.2 单跨或双跨斜桥

斜桥的支座布设与简支梁桥结构相类似,支座类型多为圆形平面的板式橡胶支座,但为了避免支座位移方向与斜桥的桥墩或桥台相垂直,支座安装时应使位移方向与行车道中心线平行。根据对斜桥中各角点受力情况的分析来看,斜板桥上钝角处反力较大,而锐角处反力较小。当斜交角与斜桥的宽跨比都较大时,锐角便有向上翘起的趋势。此时,应考虑设置拉力支座。

1.3 连续直梁桥

连续梁桥的支座布设与单跨简支梁桥结构相似,但值得注意的是连续梁桥的支座布置时每联只设一个固定支座。一般宜将固定支座设置在桥长中间部位的桥墩上,以使其两侧的自由伸缩的长度较均匀(图3)。若该部位墩身较高时,则应考虑避开,以防止墩身承受的水平力过大,桥墩与桥台上布设活动橡胶支座;若中间部位墩身相对矮壮时,则应采用定向或固定支座。

1.4曲线连续梁桥

曲线连续梁桥的支座布置会直接影响到梁的内力分布,同时,支座布设时应充分考虑曲梁的纵、横向可能产生的自由转动和移动,通常宜采用球形支座。由于曲梁的温度伸缩变形沿梁的割线方向,而曲梁由于混凝土收缩、徐变产生的梁体变形则沿梁的切线方向,因此曲线连续梁桥支座通常采用多向活动支座。

2 结论

总之,桥梁支座的布置主要和桥梁的结构形式有关,支座布置不当会降低支座的使用寿命,因此在支座布置时,应遵循以下原则:(1)当桥梁位于坡道上时,固定支座应布设在较低一端,抵消一部分由于竖向荷载产生的梁下缘拉力;连续桥梁一般应设在下坡方向的桥台上。(2)当桥梁位于平坡上时固定支座的布设,简支梁桥宜设在主要行车方向的前端;连续梁桥宜设在主要行车方向的前端桥台上。(3)当连续梁桥较长时,固定支座宜设在每一联梁的中间支点上。当位于山谷区时,固定支座宜设在相对矮壮的桥墩上,并尽量向中间墩设置。(4)固定支座宜设在具有较大支座反力的地方。(5)固定支座应避开不良地质的桥墩。(6)墩顶横梁的横向刚度较小时,应设置横向宜转动的桥梁支座。(7)在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度。(8)对于斜桥及横向易发生变形的桥梁,不宜采用辊轴和摇轴等线支座。(9)在地震区要满足桥梁防震、减震的需要。(10)宽桥、弯桥,应根据全桥总布置图、线形、桥梁受力等情况综合布设。