橋梁支座具有連接上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu),保持橋跨結(jié)構(gòu)的整體性的作用;同時能將上部結(jié)構(gòu)所受的荷載傳遞給下部結(jié)構(gòu),使橋跨結(jié)構(gòu)的實際受力情況與設(shè)計的計算圖式相符。因而對橋梁支座的研究在橋梁建設(shè)中有著非常重要的作用。
1 橋梁支座的種類及其特征
橋梁支座在其發(fā)展過程中出現(xiàn)了各種不同的類型,主要包括以下幾類。
(1)簡易支座。主要是由草席、麻繩墊等松軟材料制作而成,通過這些材料剪切變形來實現(xiàn)所需的位移,具有成本較低、制作簡便等特點,主要適用于一些小跨徑的橋梁。
(2)鋼支座。普通鋼支座主要由鑄鋼材料制成,可分為平板支座、弧形支座、搖軸支座以及輥軸支座等,這類支座具有承載能力、剛度均較大等優(yōu)點,適用于大型橋梁,但同時其也具有構(gòu)造尺寸大、易生銹、養(yǎng)護費用高等缺點。因而目前對新型鋼支座的研究越來越多,新型鋼支座采用高強度優(yōu)質(zhì)合金鋼鑄造,并縮小了支座尺寸,并將轉(zhuǎn)動部分鍍鉻、用耐候鋼制造或封閉在油箱內(nèi),從而可以有效防止其生銹,延長其使用壽命。
(3)橡膠支座。隨著橡膠制作工業(yè)的快速發(fā)展,橡膠支座因其造價低、構(gòu)造簡單、加工方便、結(jié)構(gòu)高度低、節(jié)省鋼材等特點,因而在橋梁工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用;但其也有些不足,如橡膠容易老化,需經(jīng)常進行更換。目前主要有板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球形橡膠支座以及鉛芯板式橡膠支座等形式,其中板式支座主要適用于反力小于的中小跨徑的公、鐵橋梁中;盆式橡膠支座則可適用于一些支座反力較大的大跨徑橋梁,球形橡膠支座是在盆式橡膠支座的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展起來的,主要適用于彎橋和一些跨度較大的橋,在提供較大支座反力的同時能夠允許產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)角。
(4)特殊橋梁支座。隨著橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展,對支座的要求也越來越高,因而在一些特殊場合也就需要使用一些特殊的支座,如抗拉支座、抗震支座等�？估ё饕峭ㄟ^在支座中心埋設(shè)一根拉力螺栓或預應(yīng)力鋼筋,將梁底和支座墊石相連,由拉力螺栓或預應(yīng)力鋼筋承受拉力,抗震支座設(shè)計的主要是從剛性和柔性兩方面進行的,其中多以柔性抗震體系為主,滑動摩擦體系、橡膠類減震類體系以及鋼耗能體系等抗震支座的研究技術(shù)較為成熟,這些抗震支座體系的主要工作原理是通過調(diào)節(jié)振動頻率比和阻尼比來降低結(jié)構(gòu)的響應(yīng),起到抗震的效果。
2 橋梁支座的發(fā)展現(xiàn)狀
在古代的橋梁中由于受到技術(shù)條件的限制,基本都是采用了簡易支座。
在19世紀中期,隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,因而在早期的鐵路橋梁中大多采用鋼支座,但是由于在使用的過程中容易因鑄件的銹蝕導致支座的凍死,從而會影響其使用性能。
橡膠支座的出現(xiàn)則是隨著橡膠工業(yè)的不斷發(fā)展而迅速發(fā)展起來的,在20世紀50年代,橡膠支座在國外就得到了廣泛的應(yīng)用,由于我國的工業(yè)、制造業(yè)相對比較落后,直至上世紀70年代才開始進行開發(fā)應(yīng)用,目前國內(nèi)比較常用的是盆式橡膠支座,主要有TPZ、GPZ、QPZ型,現(xiàn)在仍是大跨度橋梁中最主要的支座形式。
隨著橋梁技術(shù)的發(fā)展和為滿足某些特殊功能的需要(如抗拉壓、抗震等),對一些新型支座的研究也是成為了工程界的一個熱點問題,如抗拉壓支座以及抗震支座等,其中對抗震支座的研究更為廣泛,如防錯動平板支座、LRB鉛芯橡膠支座、SMA抗震支座等。
