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第一節橋梁支座的作用
橋梁支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要結構部件。它能將橋梁上部結構的反應力和變形(位移和轉角)可靠的傳遞給橋梁下部結構,從而使結構的實際受力情況與計算的理論圖式相符合。
橋梁支座必須滿足一下功能要求。首先橋梁支座必須具有足夠的承載能力,以保證安全可靠的傳遞支座反力。其次支座對橋梁變形(位移和轉角)的約束應盡可能的小,以適應梁體自由伸縮及轉動的需要。此外支座應便于安裝、養護和維修,并在必要時進行更換。
作用于支座的反力、位移和轉角在直角坐標系中可分別用6個力(Fx、Fy、Fz、Mx、My和Mz)和6個變位(Vx、Vy、Vz、γx、γy和γz)來表示,表示方法見圖1-1.選用支座的型式必須根據支座所承受力和變形的自由度來確定。而且由于支座的位移和轉角,將對支座產生附加反力,使支座反力的大小和作用方向發生相應的改變。為此就需要設計不同類型的橋梁支座,例如:輥軸支座、滑動支座、搖軸支座及板式橡膠支座等等,以盡量減小由于支座位移和轉動所產生的附加力。
第二節 橋梁支座的分類
支座可分別按變形的可能性、按所用材料或按結構型式三種方法分類。
按支座變形可能性分類:
固定支座:反力含Hx、Hy和N,
變形自由度為γx和γy;
單項活動支座:反力為Hx和N或Hy和N,
變形自由度為Vx或Vy、γx和γy;
多向活動支座:反力為N,
變形自由度為Vx、Vy、γx和γy。
按支座用材料分類:
鋼支座(平板支座、弧形支座、搖軸支座和輥軸支座):該支座的傳力通過鋼的接觸面。支座的變位主要通過鋼和鋼的滾動及滑動來實現。
聚支座(滑動支座):該支座以聚板和不銹鋼板作為支座的相對滑動面,其滑動摩擦系數遠小于鋼對鋼滑動摩擦。
橡膠支座(板式橡膠支座、盆式橡膠支座、四氟板式橡膠支座):該支座的傳力通過橡膠板來實現。支座位移通過聚板的滑動或橡膠的剪切來實現,支座轉角則通過橡膠的壓縮變形來實現。
混凝土支座(混凝土鉸支座)。
鉛支座:傳力部分由硬鉛構成。
按支座的結構型式通常可分為弧形支座、搖軸支座、輥軸支座、板式橡膠支座、四氟板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球形支座等。
支座是一種承受高應力的結構部件。上部結構的荷載通過支座集中作用在一個很小的面積上,由于支座構造型式的不同,支座反力的力流分布如圖1-2所示。輥軸支座的反力通過輥軸與滾動平面的線接觸部分傳力,力流產生明顯的應力集中現象,因此要求接觸面能承受較高的接觸應力。而板式橡膠支座、盆式橡膠支座和球形支座等支座反力的傳遞,通過平面傳遞到平面,傳力通順,不發生力流的頸縮現象,因而是一種比較合理的傳力方式。
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