橋梁支座

　　橋梁支座
　　架設(shè)于墩臺(tái)上，頂面支承橋梁上部結(jié)構(gòu)的裝置。其功能為將上部結(jié)構(gòu)固定于墩臺(tái)，承受作用在上部結(jié)構(gòu)的各種力，并將它可靠地傳給墩臺(tái)；在荷載、溫度、混凝土收縮和徐變作用下，支座能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角和位移，使上部結(jié)構(gòu)可自由變形而不產(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。橋梁支座的構(gòu)造應(yīng)符合上部結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算圖式，如支承壓力通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)傳遞時(shí)，支座應(yīng)設(shè)計(jì)成只能容許結(jié)構(gòu)端部轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移動(dòng)的固定支座；如支承壓力通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)且作用在一定的方向傳遞時(shí)，則應(yīng)設(shè)計(jì)成既能轉(zhuǎn)動(dòng)又能移動(dòng)的活動(dòng)支座。梁式橋支座有水平雙向固定支座（即固定支座）、水平雙向活動(dòng)支座（或稱雙向活動(dòng)支座）、水平一向固定一向活動(dòng)支座（即活動(dòng)支座）三種，其布置根據(jù)橋梁寬度而定。在窄橋中一般只要求沿行車方向自由伸縮移動(dòng)，其各類支座布置方式如圖1a；在寬橋中，因上部結(jié)構(gòu)橫向變形也較大，則要求按圖1b的方式布置。
　　支座是橋梁的重要傳力裝置，設(shè)計(jì)中除考慮其應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和自由的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)性能外，還應(yīng)注意便于維修和更換，施工中應(yīng)重視座板下混凝土墊層的平整，并應(yīng)根據(jù)氣溫確定其安放位置；在地震區(qū)應(yīng)考慮抗震措施。
　　橋梁支座的分類
　　分別按變形的可能性、所用材料、結(jié)構(gòu)形式三種方法分類。
　?。ㄒ唬┌粗ё冃慰赡苄苑诸?br /> 　　1）固定橋梁支座；
　　2）單項(xiàng)活動(dòng)橋梁支座；
　　3）多項(xiàng)活動(dòng)橋梁支座。
　?。ǘ┌粗ё貌牧戏诸?br /> 　　1）鋼支座：平板支座、弧形支座、搖軸支座、輥軸支座。
　　2）聚四氟乙烯支座：滑動(dòng)支座。
　　3）橡膠支座：板式橡膠支座、盆式橡膠支座、四氟板式橡膠支座。
　　4）混凝土支座：混凝土較支座
　　5）鉛支座
　?。ㄈ┌粗ё慕Y(jié)構(gòu)形式分類
　　1）弧形支座
　　2）搖軸支座
　　3）輥軸支座
　　4）板式橡膠支座
　　5）四氟版式橡膠支座
　　6）盆式橡膠支座
　　7）球形支座等。
　　橋梁支座類型很多，主要根據(jù)支承反力、跨度、建筑高度以及預(yù)期位移量來(lái)選定。傳統(tǒng)的常用橋梁支座有：墊層支座、平板支座、弧形支座、搖軸支座、鉸式固定支座以及鉸式輥軸支座等。
　?、賶|層支座。用油毛氈或石棉板做成墊層支承上部結(jié)構(gòu),用于跨度小于6米（鐵路橋）或10米（公路橋）的簡(jiǎn)支板式橋和梁式橋。
　?、谄桨逯ё?。由上、下兩塊平面鑄鋼板（座板）構(gòu)成,用于跨度小于8米或12米的梁式橋。座板之間如加設(shè)銷釘，即可構(gòu)成固定支座。
　?、刍⌒沃ёＦ浠顒?dòng)支座系由平板支座中的下座板改為圓弧面板而成（圖2a），可提高其滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)性能，用于跨度小于20米的公、鐵路橋。在座板間加銷釘即成固定支座。
　?、軗u軸支座。用鑄鋼搖軸與上、下座板組成(圖2b)的活動(dòng)支座，用于中等跨度梁式橋。
　?、葶q式固定支座。由鑄鋼上、下擺組成（圖2c）,兩擺之間嵌以擺卡,以控制橫向滑動(dòng)。是用于大跨度梁式橋的固定支座。
　?、捭q式輥軸支座。 在鉸式固定支座的下擺下面加設(shè)鍛鋼輥軸和鑄鋼座板而成，輥軸的數(shù)量及尺寸根據(jù)支承反力的大小來(lái)確定。常用于大跨度梁式橋的活動(dòng)支座。
　?、唠p向活動(dòng)支座。系由兩層互相疊置，而在正交的兩個(gè)方向均能滾動(dòng)的鉸式輥軸支座構(gòu)成，用于寬度大的梁式橋。
　　橋梁支座的布置
　　橋梁支座的布置主要和橋梁的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。通常在布置支座時(shí)需要考慮以下的基本原則：
　?。?）上部結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)時(shí)，支座應(yīng)能同時(shí)適應(yīng)橋梁順橋向（X方向）和橫橋向（Y方向）的變形；
　?。?）支座必須能可靠的傳遞垂直和水平反力；
　?。?）支座應(yīng)使由于梁體變形所產(chǎn)生的縱向位移、橫向位移和縱、恒向轉(zhuǎn)角應(yīng)盡可能不受約束；
　　（4）鐵路橋梁通常必須在每聯(lián)梁體上設(shè)置一個(gè)固定支座；
　?。?）當(dāng)橋梁位于坡道上，固定支座一般應(yīng)設(shè)在下坡方向的橋臺(tái)上；
　?。?）當(dāng)橋梁位于平坡上，固定支座宜設(shè)在主要行車方向的前端橋臺(tái)上；
　?。?）固定支座宜設(shè)置在具有較大支座反力的地方；
　?。?）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；
　　（9）連續(xù)梁可能發(fā)生支座沉陷時(shí)，應(yīng)考慮制作高度調(diào)整的可能性。
　　總之，橋梁支座的布置原則是既要便于傳遞支座反力，又要使支座能充分適應(yīng)梁體的自由變形。
　　橋梁支座的安裝
　?。?）在支座安裝之前應(yīng)對(duì)支座的安裝位置進(jìn)行測(cè)量檢驗(yàn)，支座安裝平面應(yīng)和支座的滑動(dòng)平面或滾動(dòng)平面平行，其平行度的偏差不宜超過(guò)2‰。
　　（2）支座安裝前應(yīng)對(duì)活動(dòng)支座頂、底板的相對(duì)位置進(jìn)行檢查。
　?。?）支座安裝后，滾動(dòng)和滑動(dòng)平面應(yīng)水平，其與理論平面的斜度不大于2‰。支座上、下板中心應(yīng)對(duì)中，其偏差不大于2‰。
　　（4）為保證支座安裝平整，一般應(yīng)在支座底面與職稱墊石頂面之間，搗筑20～50mm厚的干硬性無(wú)收縮砂漿墊層。
　　橋梁支座的養(yǎng)護(hù)
　　橋梁支座在使用年限中應(yīng)定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這些工作包括：鋼件的表面油漆、輥軸及搖軸轉(zhuǎn)動(dòng)部分定期擦洗并涂抹潤(rùn)滑油、滑動(dòng)支座不銹鋼表面的擦洗及檢查支座的錨栓等等。只有定期養(yǎng)護(hù)才能保證支座的正常工作狀態(tài)。橋梁支座研究發(fā)展方向：改善材料，提高強(qiáng)度和抗腐蝕、抗老化性能；減少摩擦系數(shù)；簡(jiǎn)化構(gòu)造；降低支座的結(jié)構(gòu)高度；提高經(jīng)濟(jì)和使用性能；安裝和更換方便等。近年來(lái)，針對(duì)這些目標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)的新型支座有：
　?、賰?yōu)質(zhì)鋼輥軸支座。輥軸及其上、下座板全部進(jìn)行淬火，可大幅度提高容許荷載并減少結(jié)構(gòu)高度，在主力作用下的赫茲容許壓應(yīng)力（即按赫茲公式計(jì)算鋼圓柱體與鋼板平面接觸時(shí)的 大承壓應(yīng)力容許值）約2254兆帕。
　　②改進(jìn)防銹焊接支座。支座經(jīng)過(guò)全部淬火，并在上下座板面上設(shè)防銹焊接層，在主力作用下的赫茲容許壓應(yīng)力約為2156兆帕。
　?、郯迨较鹉z支座。是一種面支承支座，橋梁中只采用加勁的合成橡膠支座，它是在人工合成氯丁橡膠中夾以剛性加勁層（薄鋼板、帶孔薄鋼板、鋼絲網(wǎng)等）構(gòu)成，以加勁層阻止橡膠側(cè)向膨脹，提高其抗壓剛度，利用橡膠支座的壓縮差異和剪切變形來(lái)適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)支承端的轉(zhuǎn)角與水平位移，容許支承力達(dá)1800千牛。這種支座可兼作固定和活動(dòng)支座之用，構(gòu)造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)高度很小（1.4～8.5厘米），安裝方便，適用面廣，可用于斜橋、彎橋；吸震好，適用于地震區(qū)；用鋼量省，造價(jià)低廉;置換方便等。它是一種較完善的支座型式,20世紀(jì)60年代以來(lái)，采用日廣；其主要缺點(diǎn)為抗臭氧、抗氧化、抗低溫（低于－30°C）能力差。
　?、芘枋较鹉z支座。較板式橡膠支座具有更大的支承力和位移量，系用聚四氟乙烯、氯丁橡膠、不銹鋼（或鍍鉻鋼）滑板和鋼材組合而成。聚四氟乙烯和不銹鋼滑板間的摩擦系數(shù)很小( μ＝0.018～0.046)；氯丁橡膠被密封在鋼盆內(nèi)，處于三向受壓應(yīng)力狀態(tài)，具有很高的容許承載力，且能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)；鋼密封環(huán)用以防止橡膠被擠出盆外；橡膠密封圈用邵氏50度的氯丁橡膠制成，用來(lái)防止鋼盆內(nèi)橡膠的老化。中國(guó)現(xiàn)已制成20兆牛(2000噸)級(jí)，并設(shè)計(jì)了40兆牛（4000噸）級(jí)的這種支座。