《桥梁支座》课件：构造、功能与应用.ppt
桥梁支座：构造、功能与应用公路与铁路工程学院桥梁工程专业2025年春季学期课件主讲教授：王建国
课程概述支座关键作用连接上下部结构全面内容50章涵盖理论实践学习目标掌握设计选型与维护
第一部分：桥梁支座基础知识发展历史支座从简单到复杂的演变位置重要性桥梁关键节点研究现状国内外应用进展
桥梁支座的基本概念连接装置上下部结构的过渡构件允许变形特定方向位移和转动传递荷载垂直与水平力的传递影响寿命桥梁整体性能保障
支座的功能与作用传递荷载上部荷载传至下部适应伸缩温度变化引起的变形允许转动荷载引起的角位移减小应力避免结构应力集中
支座的分类方法按材料分类钢支座、橡胶支座、PTFE支座按功能分类固定支座、活动支座、弹性支座按结构形式分类板式、盆式、球形、滚动式按受力特性分类单向、双向、多向可动支座
支座设计的基本原则满足承载力安全稳定传递荷载变形适应性适应结构各种变形保证使用寿命满足设计年限要求便于维护易于安装检查更换经济合理综合考虑成本效益
第二部分：常见支座类型传统钢支座高承载力，制作简单需定期维护防锈橡胶支座系列弹性好，安装便捷普通型到隔震型多种选择盆式与球形支座适用大跨度桥梁转动性能优越新型复合材料支座重量轻，耐久性好性能综合提升
传统钢支座概述钢铰支座单方向转动适用小跨径桥梁钢滑板支座允许水平位移作为辅助支座共同特点承载力高制作工艺简单易锈蚀维护要求高
钢铰支座的结构与特点上支承板与梁体连接铰轴允许单方向转动下支承板与墩台连接性能参数承载能力：500-3000kN转动角度：±0.02rad
钢滑板支座的结构与特点±150mm最大位移量满足大跨径桥梁需求0.30最大摩擦系数影响滑动阻力30年设计使用寿命需定期维护保养
橡胶支座系列概述从左至右：普通橡胶支座、板式橡胶支座、铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座橡胶支座系列从基础型到隔震型，满足不同工程需求
普通橡胶支座橡胶层钢板连接件普通橡胶支座主要由橡胶层和钢板交替叠合而成承载能力200-1000kN，允许剪变形±15mm
板式橡胶支座外观结构橡胶层钢板叠合安装状态梁底与台帽间工作状态承受剪切变形承载力500-5000kN，允许剪变形桥长的±0.005
铅芯橡胶支座特殊结构中心加入铅芯能量耗散铅芯塑性变形地震隔震减小地震力传递性能指标阻尼比15-30%
高阻尼橡胶支座特殊橡胶材料本身具有高阻尼特性阻尼比10-20%无需额外装置即可耗能适用抗震设防区隔震减震一体化使用寿命15-20年橡胶老化是主要限制因素
盆式支座的结构与特点钢盆结构形成支承腔体聚四氟乙烯滑板低摩擦系数滑动面弹性体垫密封充填于钢盆内支承板与上部结构连接承载能力1000-20000kN，转动能力±0.03rad
球形支座的结构与特点组成部分功能特点球冠形滑动面实现全方向转动PTFE滑板降低摩擦系数密封圈防尘防水保护连接板与结构固定连接承载能力2000-50000kN，适用特大桥梁全方向转动能力±0.05rad，摩擦系数低至0.03
第三部分：支座设计参数荷载计算与组合确定支座承载力垂直与水平荷载分析位移量计算温度影响结构变形特性转动角度分析基于挠度计算不同工况考量抗震设计考量地震响应分析隔震性能要求
支座荷载计算基础荷载效应组合计算遵循最不利原则
支座位移量计算温度变形ΔL=α·L·ΔT混凝土收缩约0.2-0.3mm/m徐变影响长期荷载下变形增加设计余量计算值增加20-30%
支座转动角度分析梁挠度计算基于结构力学分析荷载工况分析考虑最不利组合非对称转动考虑两侧不均衡设计余量增加±0.005rad安全余量
支座抗震设计要点地震力计算基于地震响应谱抗震性能指标位移能力、耗能性能能力放大转动位移能力提高安全保障设置防落梁装置
第四部分：支座选型与布置1经济性与便利性综合成本效益伸缩缝配合协调变形控制3布置形式固定与活动搭配桥型选择不同桥型专用支座
简支梁桥支座选型固定支座限制水平位移传递水平力活动支座允许水平位移温度变形适应布置原则一端固定一端活动固定端宜靠近刚度大的墩台活动端位移空间充足
连续梁桥支座选型纵向约束点设在中墩或刚度大处单向活动支座允许桥轴线方向位移多向活动支座边墩多采用多向活动温度变形匹配支座位移能力满足需求
拱桥支座选型拱脚支座：固定支座，承受巨大水平推力拱上支座：多为活动支座，适应变形支座选择需考虑拱的受力特点，确保推力有效传递
斜拉桥支座选型主塔支座大吨位固定支座主跨支座纵向可动减少索力变化边跨支座平衡重区考虑竖向限位减震装置与支座协同工作
悬索桥支座选型锚碇区支座固定主缆并传递巨大拉力主缆鞍座塔顶特殊支承结构3加劲梁支座允许纵向大位移4典型案例港珠澳大桥悬索桥段支座
支座与伸缩缝配合设计温度变形一致性支座与伸缩缝变形量匹配伸缩缝类型选择基于变形量确定种类变形协调控制同一构件统一考虑工程案例大跨度桥梁变形控制