桥梁施工技术
第一节 概 述
一、支座的作用和要求
二、支座的分类
三、支座的布置原则
一、支座的作用和要求
支座设置在桥梁的上部结构与墩台之间,它的作用是:
(2)保证结构在活载、温度变化、混适用于较小跨度的梁。
(2)弧形支座
跨度大于20m左右的梁,固定支座就得改用图6-5(c)或(d)左边的式样,将下摆加高,做成类似钢轨的截面形式,两侧用肋加强。这样,下摆底部可以其有较大的面积,摆身有足够的刚性,可将较大的支承反力均匀分布于墩台顶垫石面上。活动支座应采用图6-5(c)右边所示的摇轴支座,或图6-5(d)右边所示的辊轴支座。摇轴支座由上摆、底板和两者之间的辊子组成。将圆辊多余部分削去成为扇形,就是所谓摇轴。摇轴支座能很理想地满足活动支座的各项要求。如果摇轴的直径可以任意加大它的承载能力从理论上讲是没有限制的。但支承反力愈大,相应要求辊子(摇轴)的直径也愈大,这就使支座高度变得很大。
(3)摇轴支座
为了克服摇轴支座的缺点,跨度更大的梁,可以采用辊轴支座,它相当于将图6-5(c)左边的固定支座放在一些钢辊子上。辊轴支座除了能很好地满足活动支座的各项要求外,由于反力是通过若干辊轴压在底板上的,因此辊子的直径可以随其个数的增多而减小,反力也可分散而均匀地分布到墩台垫石面上。辊轴支座适用于各种大型桥梁。辊轴的个数视承载力大小而定,一般为2~10个。
以上各式铸钢支座能较好地适应不同跨度桥梁的要求。但钢支座构造复杂,用钢量大,大型辊轴支座可高达数米。当弧面半径很大时,若积有污垢,就转动不灵,需要定期养护。目前公路桥梁已较少采用铸钢支座,铁路桥梁也开始使用其它类型支座,如橡胶支座。
(4)辊轴支座
图6-6 铸钢支座类型示意图
① 采用不锈钢或高级合金钢支座,并封闭在油箱内,以防生锈;
② 对承受接触应力的部分进行表面硬化处理,以提高其容许承载力;
③ 将支座的转动部分制成钢制或黄铜制成的球冠形,在钢制球冠的上、下分别设置聚四氟乙烯板,构成球面(型)支座。
(2)特种钢支座
特种钢支座主要采用以下几种形式:
三、钢筋混凝土支座
1. 钢筋混凝土摆柱式支座
2. 混凝土铰
1. 钢筋混凝摆柱式支座
钢筋混凝土摆柱式支座可用于跨径大于或等于20m的公路梁桥,或跨径大于13m的公路悬臂梁桥的挂孔。它的水平位移量较大,承载力为5500kN左右,。
钢筋混凝土摆柱放在梁底与支承垫石之间,它的上下两端各放弧形固定钢支座一座。摆柱由40~50号混凝土制成,%左右配置竖向钢筋,同时要配置水平钢筋网,以承受支座受竖向压力时所产生的横向拉力。
2. 混凝土铰
混凝土铰有各种类型。桥梁上常用弗莱西奈铰,它是利用颈缩部分混凝土的双向或三向应力状态而使其承压能力提高,并可沿铰竖向轴线作少量转动。混凝土铰是最简单、也是最便宜的中心可转动的支座,其构造见图6-9。
混凝土铰需要在铰颈上、下设置足以抵抗横向拉应力的钢筋,铰颈高度为铰颈宽度的1/2~1/3。铰颈部分应做成顺滑的抛物线形,铰颈两旁可用玛缔脂或沥青材料填塞。
混凝土铰曾多次在大跨径桥梁中采用,支承反力可达10000kN。它的优点是支座高度小,构造简单,用钢量少;缺点是不能抵抗拉力,不能调整高度,转动量少,不便于更换和修理。
图6-6 克劳茨高级钢支座
橡胶支座与其它金属刚性支座相比,具有构造简单、加工方便、节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便等一系列优点。此外,橡胶支座能方便地适应任意方向的变形,故对于宽桥、曲线桥和斜桥具有特别的适应性。橡胶的弹性还能消减上、下部结构所受的动力作用,这对于抗震也十分有利。
在桥梁工程中使用的橡胶支座大体上可分为两类,即板式橡胶支座和盆式橡胶支座。
四、橡胶支座
(1)板式橡胶支座
(2)盆式橡胶支座
板式橡胶支座是仅用一块橡胶板做成的适用于中、小跨度桥梁的一种简单橡胶支座。
它的活动机理是:利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角,利用其剪切变形实现水平位移,见图6-10(c)。
因橡胶与钢或混凝土之间有足够大的摩阻力(~)橡胶板与梁底和墩台顶之间一般无须连接。在墩台顶部,需铺设一层砂浆,以保证支座放置平稳(图6-10a)。采用橡胶支座可以不设固定支座,所有水平力由各个支座均匀分担,必要时也可采用不等高的橡胶板来调节各支座传递的水平力。
(1)板式橡胶支座
无加劲层的纯橡胶支座、由于其容许压应力甚小,约为3000kPa,故只适合
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