橋梁支座的選型和布置

彭靜美

（唐山市交通勘察設計院有限公司，河北 唐山 063000）

橋梁支座雖然是整個橋梁結構中很小的一部分，但它對橋梁的水平位移、轉角及橋面的行車舒適性和平穩性等有著重要的影響，其性能的好壞直接關系到橋梁的使用效果與壽命。因此橋梁支座已成為橋梁整體不可忽視的部分，越來越受到橋梁設計、研究和施工部門的重視。

1 橋梁支座的發展與現狀

隨著我國公路橋梁技術的發展，橋梁支座的類型在不斷更新與增加。20世紀60年代以前，對于小跨徑橋梁只作簡單處理，如滿鋪油毛氈、橡膠板等，而對較大跨徑的橋梁支座多采用鋼支座和鋼筋混凝土支座。從20世紀60年代初開始，板式橡膠支座與盆式支座逐漸得以開發和應用，尤其到20世紀80～90年代，隨著一系列規范標準的發布與實施，盆式支座成為我國橋梁最主要的支座形式。

我國目前橋梁除有個別特殊要求外，幾乎都采用板式橡膠支座和盆式支座。同時，隨著我國橋梁支座的制造和加工水平的提高，研究和開發了一系列具有特殊用途的支座，如可調式盆式支座、拉壓式支座、用于地震區的減震型盆式橡膠支座、HDR系列高阻尼隔震橡膠支座、LNR系列水平力分散型橡膠支座、鉛心隔震橡膠支座及球形抗震支座等。同時對橋梁支座的監控也在不斷加強，有關橋梁支座動力性能的研究不斷興起，橋梁支座將更好地滿足我國橋梁建設的需要。

2 橋梁支座的作用和功能要求

在橋梁結構中，支座是橋梁上、下部結構的連接點，其作用是將上部結構的荷載順適、安全地傳遞到橋墩臺上去，同時保證上部結構在活載、溫度變化、混凝土收縮等因素作用下的自由變形，以便使結構的實際受力情況符合計算圖式，并保護梁端、墩臺帽不受損傷。這就要求它具有足夠的豎向剛度和彈性，減輕和緩解橋墩承受的震動，適應因溫度、濕度變化引起的橋跨結構脹縮。

就支座的安裝位置而言，雖然在使用中可以進行更換，但更換的成本費用、技術性以及困難均很大，橋梁中大部分支座可謂是永久性的安裝，支座壽命應該與橋梁壽命相吻合，否則會對橋梁的使用造成不良后果。盡管在橋梁的成本造價中支座成本僅占很小的比例，但作用卻不可低估，為此，支座就成為橋梁建設和使用的重要材料之一。

綜上所述，橋梁支座的主要作用和功能要求如下：

（1）可靠傳遞上部荷載至墩臺，并保證橋梁主體結構在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下能自由變形。

（2）在地震和風力作用下，具有適用瞬時大變位的作用。

（3）在車輛行駛時具有緩沖作用，避免產生共振現象。

（4）支座還應在后期安裝、維護和更換時容易實施。

為使支座具備以上功能，就要求確實掌握橋梁的靜力特性和動力特性，而適當選擇支座形式并合理布置就顯得尤為重要。

3 橋梁支座的選型和布置

3.1 橋梁支座的選型和布置原則

橋梁支座的布置主要與橋梁的結構形式及橋梁的寬度有關，布置的合理與否直接影響橋梁的安全舒適性和使用壽命。通常在選擇和布置支座時應考慮以下基本原則：

（1）支座應使由梁體變形所產生的縱向位移、橫向位移和縱橫向轉角盡量不受約束，若上部結構為空間結構，則支座應能順應橋梁順橋向和橫橋向的變形；

（2）支座必須能可靠地傳遞豎向力和水平力；

（3）通常橋梁每聯必須設置一個固定支座，并設置在支座反力較大且梁端的伸縮位移均衡的位置，當水平力相對較大時，應盡量設置多個水平力分散支座，避免單個制動墩受力過大；

（4）墩頂橫梁橫向剛度較小時，應布置橫向易轉動的支座，同一個橋墩上的支座應具有相近的轉動剛度；

（5）對預應力梁支座不應對橫向預應力產生約束，且不應把施加給梁體的預應力傳遞給墩臺；

（6）斜橋和橫向易變形的橋梁不宜使用輥軸支座和搖軸支座；

（7）對于地震影響地區，在墩臺布置空間足夠時，應布置可以分散和緩沖效果好的耗能支座。

總之，橋梁支座既要有利于傳遞支座反力又能適應梁體的自由變形，使橋梁受力更加優化。

3.2 橋梁支座選型和布置中的注意事項

（1）對于縱坡較大的橋跨結構，宜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道方向分力的作用下受壓，以便能抵消一部分豎向荷載產生的梁下緣拉力。位于平坡段時，固定支座宜布置在行車方向前端的墩臺上。

（2）對于連續梁橋及橋面連續的簡支梁橋，為使全梁的縱向變形分散在梁的兩端，宜將固定支座設置在靠近橋跨中心。但若中間支點的橋墩較高或因地基受力等原因，對承受水平力十分不利時，可根據具體情況將固定支座布置在靠邊的其他墩臺上。

（3）對于特別寬的梁橋，應設置沿縱向和橫向均能移動的活動支座；對于彎橋，應考慮活動支座沿弧線方向移動的可能性；對于身處地震地區的梁橋，其支座構造還應考慮橋梁防震設施，通常應確保由多個橋墩分擔水平力。

（4）支座一般要求水平放置，不要人為設置剪力。另外，為了將來更換支座方便，應設置支座墊石，以方便保持支座底水平放置。考慮時下市場上扁千斤頂的最小厚度，一般支座墊石厚度以不小于8cm為宜，太厚了也對梁體穩定不利，一般小于30cm，梁體橫坡不大，一般都是水平放置，除非錯臺很嚴重，則傾斜放置，但要用楔形塊調平，確保橡膠支座處于水平狀態。《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62—2004）指出，縱坡不大于1%時也可以直接放置。

3.3 橋梁支座的常用布置方式

橋梁支座的放置主要由橋梁結構形式、橋梁寬度及所處地區是否考慮地震的影響來確定。

對于不考慮地震影響的地區，簡支梁橋一端設固定支座，另一端設活動支座。公路和市政橋梁由于橋面較寬，因而要考慮支座橫橋向移動的可能性、支座布置如圖1所。即在固定墩上設置一個固定支座，相鄰的支座設置為橫向可動、縱向固定的單向活動支座，而在活動墩上設置一個縱向活動支座（與固定支座相對應），其余均設置多向活動支座。

圖1 公路和市政簡支梁橋支座布置

連續梁橋每聯只設一個固定支座。為避免梁的活動端伸縮縫過大，固定支座宜置于每聯的中間支點上。但若該處墩身較高，則應考慮避開或采取特殊措施，以避免該墩身承受水平力過大。其支座布置如圖2所示。

圖2 連續梁橋支座布置

對于考慮地震影響的地區，對跨徑小且不夠布置抗震支座的簡支梁橋，兩端均設置板式橡膠支座；對于跨徑較大且有空間布置抗震支座的，兩端均可布置LNR系列水平力分散型橡膠支座（固定型）或HDR系列高阻尼隔震橡膠支座，支座布置如圖3所示。對于連續梁橋，則可使用LNR系列水平力分散型橡膠支座或LNR系列水平力分散型橡膠支座（滑動型）與HDR系列高阻尼隔震橡膠支座配合布置，支座布置如圖4所示。

圖3 地震區簡支梁橋支座布置

圖4 地震區連續梁橋支座布置

另外，橋梁的使用效果與支座能否準確地發揮功能有著密切的關系，因此在安放支座時應使上部結構的支座位置與下部結構的支座中線對中，但絕對的對中是很難做到的，因此，要注意使可能的偏心在允許范圍內，不致影響支座的正常工作。

4 結語

綜上所述，選擇適當的支座并合理布置是橋梁施工非常重要的工作之一，對橋梁使用安全和壽命有至關重要的影響，設計者及施工人員應給予足夠的重視。

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