橋梁支座是梁式橋梁結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分，是在橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺的支承處所設(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。同時對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或橡膠的剪切變形來實(shí)現(xiàn)水平移動，利用橡膠的不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動，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)置活動支座；對于多跨的簡支梁橋，相鄰兩跨簡支梁的固定支座不宜集中布置在一個橋墩上，但若個別橋墩較高時，為了減少水平力作用，可在其上布置相鄰兩跨的活動支座。如果采用板式橡膠支座則沒有固定支座與活動支座之分，這時橋跨結(jié)構(gòu)作用于墩臺上的水平力將由各個支座均勻傳遞。連續(xù)梁橋應(yīng)在每聯(lián)中的一個橋墩上設(shè)置固定支座，其余墩臺上設(shè)置活動支座。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。對于坡橋，宜將固定支座布置在標(biāo)高低的墩臺上。
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):公路等級為平原微丘區(qū)高速公路，計算車速100 km/ h ，設(shè)計荷載為汽車2超20 級、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)計抗震烈度7 度。各個橋梁的主體結(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，對橋梁支座這一分項(xiàng)工程也不例外。由于認(rèn)識到支座是各座橋梁的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位，在設(shè)計上認(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)量評分93.1 分，單位工程優(yōu)良率44/ 45= 97.8 % ，評為優(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，一般沒有固定支座與活動支座之分。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要保持位置準(zhǔn)確，中心要對準(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偏離支座中心位置不會出現(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特大橋中，對于預(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支座之分，活動支座又分為單向活動支座和多向活動支座。鋼盆的主要作用是將橋跨結(jié)構(gòu)的豎向荷載傳給墩臺(或墩柱) ，并固定支座的位置，同時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)與支座的相對滑動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。
從在揭普高速公路的大中橋梁工程中，對于橋跨預(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、墩臺混凝土局部承壓應(yīng)力、支座與墩臺之間的剪切力和對支座的水平位移要求等來選擇。安裝活動支座時，應(yīng)根據(jù)安裝時的溫度差確定上、下支座板之間的預(yù)偏值。安裝時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，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，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)計轉(zhuǎn)角要大的多，其各個方向的轉(zhuǎn)動性能一致，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來滿足支座轉(zhuǎn)角的需要，其轉(zhuǎn)動力矩小，且轉(zhuǎn)動力矩只與支座球面半徑及四氟板的滑動摩擦系數(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)動和移位。
