新丰桥梁橡胶支座种类繁多要选择合适的布置方法

新丰桥梁橡胶支座在桥梁上的应用已有60年左右历史，并已成为目前#常用的支座形式。与钢支座、混凝土支座等刚性支座相比，具有价格便宜、制作简单、运输及安装方便、适用性强、易于更换等一系列优点。实际工程应用研究发现，使用橡胶支座后有显著的隔振效果，在地震情况下有明显的减震作用，是一种既经济又性能优越的支座形式。橡胶支座的选用及设计是否合理直接影响到其使用寿命，严重的甚至威胁到桥梁的结构安全，必须引起高度重视。

一、支座的作用

桥梁橡胶支座用于连接上部结构与下部结构，其主要作用是将上部结构上的恒载与活载反力传递到下部的墩台上去，使结构的实际受力情况与计算模型及理论图式相符合。设计时应根据支点反力大小、桥跨长度、梁体的变形情况以及支座高度要求等来选用合适的型号。

二、桥梁橡胶支座的类型及适用情况

常用的桥梁橡胶支座有新丰板式橡胶支座、盆式橡胶支座、新丰铅芯橡胶支座、球形橡胶支座等。每种类型有其各自的性能、特点及适用情况，作为设计者应对此充分了解，根据工程实际合理选用。

1.板式橡胶支座

有圆形、矩形、四氟板式橡胶支座等几种类型。普通板式橡胶支座的工作原理是以橡胶的弹性压缩来实现梁的竖向转动，以橡胶的剪切变形来实现梁的水平位移，因而没有固定支座和活动支座之分。在支座顶面粘贴一块聚四氟乙烯板后形成四氟板式橡胶支座，安装时在梁底相应位置设置一块不锈钢板，利用聚四氟乙烯与不锈钢板之间磨擦系数很小的特点，使之成为活动支座。它除了具有橡胶支座的优点外，还能满足水平位量较大的要求。

按有无加劲物可将板式橡胶支座分为无加劲支座及加劲支座两种，无加劲支座只有一层橡胶板，加劲支座是在几层橡胶片内嵌入刚性加劲物组成。加入加劲物后，可以阻止橡胶片的侧向膨胀，提高其抗压刚度，但对水平方向的剪切刚度影响很小。

加劲物的材料，在国外采用的有耐候性钢板、合成纤维、尼龙等。我国一般采用普通钢板，实际使用效果也很好。无加劲板式橡胶支座纵向承载能力较低，侧向变形较大，一般仅用于跨度20米以内的公路桥，用以代替油毛毡垫层，目前在实际工程中应用很少。加劲支座一般适用于支反力2000kN以下，跨度30米以内的公路桥梁或20米以内的铁路桥梁。

2.盆式橡胶支座

有抗震型盆式固定橡胶支座和测力盆式橡胶支座两种。其工作原理是在一个盆形的底座内放置受压橡胶块，利用橡胶在三相受力状态下具有流体的性质这一特点来实现大的转角，同时通过放置在中间支承钢板上的聚四氟乙烯板与不锈钢板之间相对运动时的低磨擦系数来实现梁的水平位移。测力盆式橡胶支座是在橡胶支座的胶体内部设置油腔，通过油路在支座体外测读支座反力，可以准确测定支座反力，对于分析桥梁实际受力状况，保证结构安全具有重要意义，一般应用于特大桥项目。盆式橡胶支座能同时满足大的转角位移和水平位移，并能满足大的支座反力，因此广泛应用于大支反力及大跨径桥梁，一般在支反力大于2000kN或跨度大于30米时应尽量选用。

3.铅芯橡胶支座

是在普通板式橡胶支座的中心预留一个小圆孔，然后在孔内灌注铅芯而成。采用铅芯构造主要是增加阻尼作用，减少地震力、刹车制动力等对结构的冲击作用，耗散大量的冲击能量，显著改善结构的抗震性能。适用于支反力在8000kN以下，抗震要求较高的桥梁。

4.球形橡胶支座

是在盆式橡胶支座基础上经过改进发展起来的，它与盆式支座的区别在于其支座底板是带有球面的。球形橡胶支座的工作原理是利用球形衬板与球面四氟板之间的滑动来实现支座的转角位移。它具有受力明确、承载力大、转动灵活、容许转角大的优点，在斜弯坡桥和大跨径桥梁上应用较多。

三、桥梁橡胶支座的设计和布置原则

1.桥梁橡胶支座的设计功能要求

桥梁橡胶支座应满足下列使用功能：

1）将上部结构的荷重安全可靠地传递到下部结构，并保证支座本身有足够的强度；

2）使梁体在温度变形、混凝土收缩徐变、活荷载及其它荷载作用下能自由变形；

3）在车辆行驶作用下具有一定减振隔振效果；

4）在地震力和台风作用下具有瞬时大变形和能量吸收作用；

5）安装、维护及更换方便。

2.桥梁橡胶支座设计要点

1）桥梁支座的反力、位移和转角计算。为了正确地选择和设计桥梁支座，应根据不同结构形式的桥梁，绘制计算简图，对支座所承受的反力、位移和转角进行全面分析和计算。支座除了承受竖向反力，还有纵桥向和横桥向的水平反力、位移和转角。通过计算后，对支座的反力、位移和转角进行#不利组合，并据此得出可靠的支座设计和选用参数。

2）支座的振动周期、频率计算。计算支座的振动周期，是为了满足桥梁的减振和抗震性能。支座的振动周期与桥型、跨度、宽度、材料性质（砼或钢）、截面尺寸、支座的布置数量等因素有关。对此我国规范中并未明确规定，但参考国外相关规范要求，对此应作适当考虑，以全面衡量支座在使用过程中的各种受力情况。日本橡胶支座规范中规定，按不放支座时计算的周期和频率值增加一倍，作为提供支座抗震、减振的设计参数。支座的抗震和减振要求有所不同，抗震要求位移大一些，减振要求位移小一些。因为抗震性能与地震力、风力有关，其振动周期长、频率低。而减振性能与车载量、车速、通车密度、刹车力等有关，其振动周期短、频率相对高。按抗震要求设计时，对支座通常采用增大阻尼来解决大位移问题，增加阻尼的办法有油阻尼、铅芯阻尼、摩擦阻尼、橡胶阻尼等。减振设计时，直接采用橡胶层隔震来解决小位移问题。

3.桥梁橡胶支座的布置原则

桥梁橡胶支座型式有固定支座、单向和多向活动支座三类。支座的布置形式与桥梁结构型式有关，支座布置不当会使支座过早损坏，在布置时应遵循以下原则：

1）上部结构为空间结构时，支座除了要可靠地传递垂直和水平反力，还要求适应桥梁顺桥向和横桥向的变形；

2）支座应使由于梁体变形所产生的纵向和横向位移及转角应尽可能的不受约束；

3）当桥梁位于坡道上，固定支座一般应设在下坡方向的桥台上；

4）对于较长的连续梁桥，固定支座应设在桥长中间部位，以减少两端支座的位移量；

5）对简支梁桥一端设固定支座，另一端设活动支座；

6）对T形梁桥，如果桥面宽，要考虑支座横桥方向可能出现的位移；

7）箱形截面的简支梁桥，应在固定墩上各设置一个固定支座和一个横向活动支座，在活动墩上设置一个纵向活动支座和一个多向活动支座；

8）对于弯连续梁桥，支座布置会直接影响弯梁的内力分布，应使支座能充分适应弯梁的纵横向的自由转动，通常布置多向活动支座。

总之，桥梁橡胶支座的布置及类型的选择，应根据桥梁结构形式、跨度、荷载等级、桥面连续情况、纵横向坡度、地震条件等因素，本着经济、安全、实用的原则加以合理选用。在设计环节消灭事故隐患，保证工程质量和结构安全。