梁式橋支座布置探討

任玲玲

（天津市市政工程設(shè)計研究院南方分院，廣東 深圳 518000）

梁式橋支座布置探討

任玲玲

（天津市市政工程設(shè)計研究院南方分院，廣東 深圳 518000）

對常見的簡支梁、連續(xù)梁、預制結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)等梁式橋的支座類型進行了介紹，并對各種類型結(jié)構(gòu)支座的選擇及布置進行了分析歸納總結(jié)。

梁橋；支座；荷載；反力

0　引言

在梁式橋中，支座起到承上啟下的作用。支座頂面承受上部結(jié)構(gòu)所有恒載及活載，并將荷載可靠地傳遞并分配到下部結(jié)構(gòu)，再由下部結(jié)構(gòu)傳遞至基礎(chǔ)來承擔；同時，支座還起到適應(yīng)溫度、混凝土收縮徐變等因素產(chǎn)生的位移的作用，適應(yīng)結(jié)構(gòu)使用過程中必要的變形功能。選取不同的支座類型，不同的支座布置方式，下部結(jié)構(gòu)所分配到的荷載類型及大小也不盡相同。支座類型選取是否合理，支座布置是否得當，直接影響上部結(jié)構(gòu)荷載的傳遞以及結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定性。

1　支座類型

梁式橋常用的支座有板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球形鋼支座、減隔震支座。

簡易墊層支座采用基層油毛氈或石棉做成，變形能力較差，一般用于跨徑小于5 m的涵洞、跨徑小于10 m的板橋或梁橋。

板式橡膠支座根據(jù)形狀分為矩形支座、圓形支座；根據(jù)作用類型分為普通橡膠支座、聚四氟乙烯滑板式橡膠支座；根據(jù)約束條件分為固定支座、單向滑動支座、雙向滑動支座。

盆式橡膠支座承載能力強，水平位移量大，轉(zhuǎn)動靈活，適用于大跨度橋梁。根據(jù)約束條件也可分為固定支座、單向滑動支座、雙向滑動支座。

特殊功能支座有球形鋼支座、拉力支座、抗震支座。

固定支座：固定主梁在墩臺上的位置并傳遞豎向壓力，保證主梁發(fā)生豎向撓曲時支撐處自由轉(zhuǎn)動。

活動支座：只傳遞豎向壓力，保證主梁在豎向支撐處既能自由轉(zhuǎn)動，又能水平移動。

2　支座的選取及布置方式

目前國內(nèi)市場上有大量的成品支座，若無特殊要求，支座的設(shè)計過程實際上就是成品支座選用的過程，不需要進行支座的設(shè)計計算。

支座的布置，應(yīng)以有利于墩臺傳遞水平力為原則。一般來說，一片T梁的支點宜設(shè)置一個支座，一個箱梁的支點宜設(shè)置兩個支座，當超過此數(shù)目時，則應(yīng)考慮如何調(diào)整多支座的均衡受力的措施［1］。

2.1預制梁橋

常見的預制結(jié)構(gòu)有預制空心板、預制T梁、預制小箱梁等。整個橋面寬度范圍內(nèi)由多個板（梁）拼接而成，這些預制結(jié)構(gòu)或為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，或為預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，但單片梁體積均較小，支反力也比較小。一般而言，此類結(jié)構(gòu)的支座選取板式橡膠支座即可滿足要求。

2.1.1預制簡支結(jié)構(gòu)（橋面連續(xù)）

一般而言，一片空心板每板端布置兩個支座，一片T梁每梁端布置一個支座，一片小箱梁每梁端布置一個或兩個支座（見圖1）。由于板式橡膠支座水平向具有一定的剪切變形能力，預制結(jié)構(gòu)單孔縱向伸縮量較小，每孔的變形能夠通過支座的變形得到有效調(diào)節(jié)。支座布置時，原則上簡支梁所有支座均采用固定型支座；也可以考慮僅在每聯(lián)伸縮縫位置布置滑動支座，其他位置布置固定。如果采用嚴格區(qū)分活動、固定的支座體系，一般把固定支座設(shè)置在橋臺上，每個橋墩上布置一組活動支座與一組固定支座，以便使所有墩臺均勻承受縱向水平力［1］。

圖1　簡支支座布置

2.1.2預制連續(xù)結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)連續(xù)）

對于多跨預制連續(xù)梁，中墩位置由于實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)連續(xù)，成橋后僅需布置一排支座（見圖2）。多跨連續(xù)梁中墩設(shè)置固定型支座，邊墩或橋臺設(shè)置滑動型支座，對于聯(lián)長較大的可將距橋梁中心較遠的中墩也設(shè)置滑動型支座。

圖2　連續(xù)支座布置

對于斜交橋梁或彎橋，當斜交角度較大或曲線半徑較小時，由于水平向伸縮方向的不確定性，應(yīng)選用圓形板式橡膠支座。

2.2現(xiàn)澆連續(xù)梁橋

連續(xù)箱梁一般選用盆式橡膠支座，順橋向，在中墩處只設(shè)置一排支座（每排1～2個支座），在邊墩處每個梁端設(shè)置一排支座（每排2個支座）。每聯(lián)應(yīng)在聯(lián)中間位置的某個中墩上設(shè)置固定支座，以便全梁的縱向變形分散在梁的兩端，減小每個支撐位置的最大水平位移，減小支座水平受力，同時避免梁端伸縮縫過大。對于坡橋，應(yīng)將固定支座布置在標高低的墩臺上，以使梁體在豎向荷載沿坡度方向分力的作用下受壓，以便能抵消一部分豎向荷載產(chǎn)生的梁下緣拉力；當橋梁位于平坡上時，固定支座也可考慮設(shè)在主要行車方向的前端，理由同前。

單支座只宜用于中墩，且因單支座會使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大扭矩從而影響結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定性（彎橋尤為嚴重），應(yīng)盡量少用或不用。

若連續(xù)箱梁位于曲線上且為雙支座時，固定支座及單向支座應(yīng)設(shè)置于曲線內(nèi)側(cè)，有利于箱梁在收縮徐變及溫度應(yīng)力作用下向曲線外側(cè)自由伸縮；若曲線半徑過小，應(yīng)考慮設(shè)置支座的橫向偏心，以平衡扭矩及支反力，必要時設(shè)置拉力支座。若橋墩高度過大，可將固定支座改為墩梁固結(jié)模式（墩柱主筋伸入箱梁，連接剛度介于固定支座及完全剛性連接之間），利用橋墩的柔度來實現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)的平動和轉(zhuǎn)動，根據(jù)一聯(lián)的孔數(shù)，設(shè)置一個或多個墩梁固結(jié)，有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并防止落梁。

當支撐位置有負反力時（如曲線梁橋內(nèi)側(cè)支座）需要使用拉力支座，當有抗震需求時可選用抗震支座。

順橋向支座位移的布置方向，對于直橋及斜橋應(yīng)平行于行車道方向，對于彎橋應(yīng)平行于曲線的切線方向；橫橋向支座位移的布置方向，對于彎橋應(yīng)沿著曲線法線方向布置（見圖3）。

圖3　連續(xù)箱梁支座布置

支座承載力大小的選擇，應(yīng)根據(jù)橋梁恒載、活載的支點反力之和及墩臺上設(shè)置的支座數(shù)目來計算。合適的支座一般為：最大反力不超過支座容許承載力的5%，最小反力不低于容許承載力的80%。規(guī)定最小反力的目的是保證支座具有良好的滑移性能，因為聚四氟乙烯板的摩阻系數(shù)與壓力成反比，如低于規(guī)定的數(shù)值，則摩阻系數(shù)會增大［1］。

彎橋的支點反力與直線橋相比，有外側(cè)變大、內(nèi)側(cè)變小的傾向，內(nèi)側(cè)甚至產(chǎn)生負反力。在曲率半徑小、恒載小的情況下，應(yīng)注意內(nèi)側(cè)支點的負反力，必要時設(shè)置拉壓支座，同時防止外側(cè)支座超載。

2.3懸臂梁橋

懸臂梁橋的支座設(shè)置在錨固孔與掛孔相結(jié)合的牛腿上，錨固孔一側(cè)設(shè)置固定支座，一側(cè)設(shè)置活動支座，也可兩側(cè)均設(shè)置固定支座，其設(shè)置方法與簡支梁相同［2］。

3　結(jié)語

支座的布置，需結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)形式、所選支座的性能及受理特點、橋梁結(jié)構(gòu)的縱坡大小、斜交角度以及彎曲半徑等因素綜合考慮，使得支座結(jié)構(gòu)起到承上啟下的重要作用。

［1］范立礎(chǔ).橋梁工程（上冊）［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］林元培.橋梁設(shè)計工程師手冊［M］.北京：人民交通出版社，2007.

U443.36

B

1009-7716（2016）06-0141-02

2016-03-18

任玲玲（1983-），女，陜西榆林人，碩士，工程師，從事橋梁設(shè)計工作。