橋梁支座是梁式橋梁結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分，是在橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺(tái)的支承處所設(shè)置的傳力裝置。隨著我國公路交通事業(yè)的發(fā)展，對(duì)橋梁支座的承載能力、變形能力不斷提出新的要求，需要開發(fā)和研究各種新型橋梁支座，使其更好地適應(yīng)橋梁建設(shè)的需要。同時(shí)對(duì)各類支座的受力特點(diǎn)不同，其施工安裝也有所不同，有必要結(jié)合工程實(shí)例做總結(jié)和介紹。
1 常用支座的分類及布置
按照制作所用的材料，橋梁支座可分為鋼支座、橡膠支座、混凝土支座和鉛支座。其中橡膠支座通過滑板移動(dòng)或橡膠的剪切變形來實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)，利用橡膠的不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，是近年來最常用的一種。
按照支座所采用的結(jié)構(gòu)型式，支座可以分為弧形支座、擺柱支座、輥軸支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球冠圓板式橡膠支座及減震支座等。由于支座是一種承受高壓力的結(jié)構(gòu)部件，因而對(duì)支座要求有比較合理的傳力方式，使得支座傳力通順，不致發(fā)生過度的應(yīng)力集中。
一般來說，簡支梁橋應(yīng)在每跨的一端設(shè)置固定支座，另一端設(shè)置活動(dòng)支座；對(duì)于多跨的簡支梁橋，相鄰兩跨簡支梁的固定支座不宜集中布置在一個(gè)橋墩上，但若個(gè)別橋墩較高時(shí)，為了減少水平力作用，可在其上布置相鄰兩跨的活動(dòng)支座。如果采用板式橡膠支座則沒有固定支座與活動(dòng)支座之分，這時(shí)橋跨結(jié)構(gòu)作用于墩臺(tái)上的水平力將由各個(gè)支座均勻傳遞。連續(xù)梁橋應(yīng)在每聯(lián)中的一個(gè)橋墩上設(shè)置固定支座，其余墩臺(tái)上設(shè)置活動(dòng)支座。為了使全梁的縱向變形分散在梁的兩端，宜將固定支座設(shè)置在靠近中間的橋墩上。懸臂梁橋的支座布置與簡支梁相同。對(duì)于坡橋，宜將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺(tái)上。
2 工程實(shí)例
廣東省揭陽至普寧高速公路，路線全長45.93 km ，工程規(guī)模為:特大橋5967 m/ 7 座、大橋2468 m/ 14 座、中橋30 座、小橋4l 座、涵洞160 道、土石方910 萬
m3 、服務(wù)區(qū)1 處，項(xiàng)目總概算18.99 億元。該項(xiàng)目主要技術(shù)指標(biāo):公路等級(jí)為平原微丘區(qū)高速公路，計(jì)算車速100 km/ h ，設(shè)計(jì)荷載為汽車2超20 級(jí)、掛車-120 ，路基26 m寬、橋梁與路基同寬，最大縱坡3.12 %。平曲線最小半徑1600 m ，豎曲線最小半徑凸形11000 m ，凹形7000 m ，設(shè)計(jì)抗震烈度7 度。各個(gè)橋梁的主體結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁、預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。使用的橋梁支座規(guī)格如下表1。
該項(xiàng)目施工過程中嚴(yán)于管理，對(duì)橋梁支座這一分項(xiàng)工程也不例外。由于認(rèn)識(shí)到支座是各座橋梁的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位，在設(shè)計(jì)上認(rèn)真選型，施工安裝過程中一絲不茍，投入使用以來勤于檢查和保養(yǎng)，每一座橋梁的支座分項(xiàng)工程，質(zhì)量與效果都比較滿意。
該建設(shè)項(xiàng)目于2001 年12 月開工，2003 年11 月全面竣工，建設(shè)項(xiàng)目工程質(zhì)量評(píng)分93.1 分，單位工程優(yōu)良率44/ 45= 97.8 % ，評(píng)為優(yōu)良工程。
3 板式橡膠支座
常用的板式橡膠支座，都有若干層薄鋼板或其他加勁物作為加勁層，目的是防止橡膠支座在豎向荷載作用下垂直壓縮變形過大，橡膠朝側(cè)向膨脹凸出。支座的水平位移量僅與支座中橡膠的凈厚度有關(guān)。這樣板式橡膠支座既能在豎直方向具有足夠的剛度，又能在水平方向具有足夠的柔度，以適應(yīng)梁體由于各種因素引起的水平位移。板式橡膠支座的工作原理是利用剪切變形來實(shí)現(xiàn)水平位移，利用橡膠的不均勻彈性壓縮來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，一般沒有固定支座與活動(dòng)支座之分。其構(gòu)造簡單，易于制造；成本低廉，板式橡膠支座還具有適用范圍廣、建筑高度低、養(yǎng)護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。
板式橡膠支座安裝時(shí)要保持位置準(zhǔn)確，中心要對(duì)準(zhǔn)梁體軸線，防止偏心過大而損壞。為了防止支座產(chǎn)生過大的剪切變形，安裝時(shí)最好選擇在氣溫相當(dāng)于全年平均氣溫的季節(jié)里進(jìn)行，以保證在低溫或高溫時(shí)偏離支座中心位置不會(huì)出現(xiàn)過大。
普通板式橡膠支座是通過支座的剪切變形來實(shí)現(xiàn)梁的水平位移，這種剪切變形有一定的限值。板式橡膠支座只適用于中、小跨徑的梁式橋，而不能適應(yīng)較大伸縮位移的橋梁。聚四氟乙烯板式橡膠支座不是通過支座的剪切變形來實(shí)現(xiàn)梁的水平位移，它主要通過梁底不銹鋼板在摩擦系數(shù)很小的四氟板上來回滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)梁的水平位移。四氟板式橡膠支座可以適應(yīng)較大跨徑梁橋的伸縮位移，在揭普高速公路的各個(gè)特大橋中，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土T 型梁，都采用了這種支座，以適應(yīng)單向微小的水平位移。
4 盆式橡膠支座
盆式橡膠支座有固定支座與活動(dòng)支座之分，活動(dòng)支座又分為單向活動(dòng)支座和多向活動(dòng)支座。鋼盆的主要作用是將橋跨結(jié)構(gòu)的豎向荷載傳給墩臺(tái)(或墩柱) ，并固定支座的位置，同時(shí)約束著橡膠板的變形。由于承壓橡膠板被密封在鋼制的盆中，處于三向受力狀態(tài)，從而有較高的承載能力。一般的板式橡膠支座處于無側(cè)限受壓狀態(tài)，故其抗壓強(qiáng)度不高。盆式橡膠支座是通過橋跨結(jié)構(gòu)與支座的相對(duì)滑動(dòng)來提供所需要的水平位移；并通過承壓橡膠板的不均勻壓縮
來實(shí)現(xiàn)所需要的轉(zhuǎn)動(dòng)。
從在揭普高速公路的大中橋梁工程中，對(duì)于橋跨預(yù)應(yīng)力混凝土或普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁使用這種支座的情況看，盆式橡膠支座可根據(jù)荷載、墩臺(tái)混凝土局部承壓應(yīng)力、支座與墩臺(tái)之間的剪切力和對(duì)支座的水平位移要求等來選擇。安裝活動(dòng)支座時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝時(shí)的溫度差確定上、下支座板之間的預(yù)偏值。安裝時(shí)一般先將支座的上支座板固定在主梁上，然后根據(jù)其位置確定下支座板在墩臺(tái)上的確切位置。盆式橡膠支座與橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的連接，可采用如下措施:
a) 焊接連接，即在橋梁上、下部結(jié)構(gòu)施工時(shí)，在支座位置預(yù)先埋置比盆式橡膠支座上下支座板大的鋼板，這些鋼板應(yīng)有可靠的錨固措施。當(dāng)支座就位后采用跳躍式焊接法將支座的上、下支座板與預(yù)埋鋼板焊接在一起。
b) 地腳螺栓連接，即用預(yù)埋地腳螺栓將支座與橋梁上、下部結(jié)構(gòu)連接。如果采用預(yù)留地腳螺栓孔方法時(shí)，首先應(yīng)找正支座縱、橫中線位置，然后向插入了螺栓的預(yù)留孔中灌入環(huán)氧樹脂砂漿，地腳螺栓露出螺母頂面的高度一般為一個(gè)螺母的厚度。盆式橡膠支座安裝完畢后，應(yīng)加裝支座防塵護(hù)罩，以保持支座的清潔。定期對(duì)支座的鋼構(gòu)件進(jìn)行油漆防銹。
5 球冠圓板式支座
球冠圓板式支座比盆式橡膠支座的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角要大的多，其各個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)性能一致，因而更加適應(yīng)于變形復(fù)雜的彎橋、寬橋和柔性橋梁。該種支座在揭普高速公路項(xiàng)目中使用量最多，該項(xiàng)目的各座橋梁的所有預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁都采用這種支座。
這種支座是通過球冠形襯板與球面聚四氟乙烯板之間的滑動(dòng)來滿足支座轉(zhuǎn)角的需要，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小，且轉(zhuǎn)動(dòng)力矩只與支座球面半徑及四氟板的滑動(dòng)摩擦系數(shù)有關(guān)，而與支座轉(zhuǎn)角大小無關(guān)，因而特別適用于大轉(zhuǎn)角要求。球冠圓板式支座不再利用橡膠板來工作，所以不受橡膠老化及低溫的影響。其安裝要求與盆式橡膠支座基本相同，但是由于球冠圓板式支座轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，在工地一般無法調(diào)整其上、下支承板的平行度，因此在出廠前就已經(jīng)在專用平臺(tái)上進(jìn)行了調(diào)平，并用螺栓固定，當(dāng)支座安裝及橋跨結(jié)構(gòu)施工完成后，才可拆除連接螺栓，以確保支座能正常轉(zhuǎn)動(dòng)和移位。
