桥梁支座在桥梁结构中起着至关重要的作用,其主要功能是可靠地将上部结构的反力传递给墩台,同时满足梁体结构所需的变形,包括水平位移和转角。在各种支座类型中,橡胶支座因其构造简单、加工容易、用钢量较少、造价低、安装方便、吸震效果好以及工作性能可靠等优点而得到广泛应用。
对于中小跨径的公路桥梁,通常采用板式橡胶支座,而在选择过程中,支座的型号、材料、形状等因素需仔细考虑。
板式支座根据不同要求可分为常规型、抗震型、调坡型等结构。在桥梁设计中,选择适当的支座至关重要,不当的选型可能导致支座承载能力不足或过剩、支座厚度不合适引起变形问题、选材不当导致橡胶老化等一系列问题。
这些问题将直接影响桥梁的使用寿命和安全性,带来昂贵的维修费用和不良社会影响。
在支座的布置上,有一些基本原则需要考虑。首先,支座必须能可靠地传递梁体的垂直和水平反力,同时使梁体变形产生的位移和转角不受限制。对于简支梁,通常采用固定型支座;而在多跨连续梁中,中墩设置固定型支座,边墩或桥台设置滑动型支座,以及大坡度桥梁可采用自调坡型支座。
了解各种橡胶材料的特性也是选择支座时的重要考虑因素。常用的橡胶材料包括天然橡胶、氯丁橡胶和三元乙丙橡胶。它们各自具有一些优点和缺点,如天然橡胶具有较高的拉伸强度和弹性,但耐老化性能较差;氯丁橡胶具有优良的耐候和耐臭氧老化性能,但在低温下性能较差。
因此,在选择橡胶支座材料时,需要考虑所在地区的气温条件,以确保支座在不同环境下都能正常工作。
此外,支座的外观形状也是需要注意的因素,包括矩形板式、圆形板式、球冠圆板式、坡形橡胶支座等。不同形状的支座适用于不同的桥梁结构和变形情况,选择时需根据具体需求进行合理搭配。
在支座厚度的设计上,对于多跨连续梁桥,为了减小梁体的下滑变位,可考虑在一联中居中的若干桥跨内采用较薄的橡胶支座,形成支座不等厚设计。
这样的设计能有效地减少梁体的下滑变位,特别对于高墩或大纵坡的梁式桥更为重要。
在实际工程中,对于橡胶支座的计算和选型要注意一些关键问题。比如,支座的有效承压面积、剪变模量、橡胶层总厚度、形状系数等参数的准确计算,以及四氟滑板支座尺寸和厚度的合理确定。
此外,支座的承载力也要谨慎选择,过小会导致支座不稳定,而过大则可能影响桥梁的变形和水平力分配。
总体而言,桥梁支座的设计和选型需要综合考虑桥梁结构、环境条件、材料特性等多方面因素,确保支座在桥梁的整个使用寿命中都能发挥良好的作用。