标题：桥梁支座
桥梁支座的定义
  桥梁支座架设于墩台上，顶面支承桥梁上部结构的装置。其功能为将上部结构固定于墩台，承受作用在上部结构的各种力，并将它可靠地传给墩台；在荷载、温度、混凝土收缩和徐变作用下，支座能适应上部结构的转角和位移，使上部结构可自由变形而不产生额外的附加内力。 
桥梁支座的构造应符合上部结构的理论计算图式，如支承压力通过一个固定点传递时，支座应设计成只能容许结构端部转动而不能移动的固定支座；如支承压力通过一个固定点且作用在一定的方向传递时，则应设计成既能转动又能移动的活动支座。梁式桥支座有水平双向固定支座（即固定支座）、水平双向活动支座（或称双向活动支座）、水平一向固定一向活动支座（即活动支座）三种，其布置根据桥梁宽度而定。在窄桥中一般只要求沿行车方向自由伸缩移动，其各类支座布置方式如图1a；在宽桥中，因上部结构横向变形也较大，则要求按图1b的方式布置。 
桥梁支座[1]
支座是桥梁的重要传力装置，设计中除考虑其应有足够的强度、刚度和自由的转动或移动性能外，还应注意便于维修和更换，施工中应重视座板下混凝土垫层的平整，并应根据气温确定其安放位置；在地震区应考虑抗震措施。
桥梁支座的分类
分别按变形的可能性、所用材料、结构形式三种方法分类。
（1）按支座变形可能性分类  桥梁支座1）固定支座；
2）单项活动支座；
3）多项活动支座。
（2）按支座所用材料分类
1）钢支座：平板支座、弧形支座、摇轴支座、辊轴支座。
2）聚四氟乙烯支座：滑动支座。
3）橡胶支座：板式橡胶支座、盆式橡胶支座、私服板式橡胶支座。
4）混凝土支座：混凝土铰支座
5）铅支座
（3）按支座的结构形式分类
1）弧形支座
2）摇轴支座
3）辊轴支座
4）板式橡胶支座
5）四氟版式橡胶支座
6）盆式橡胶支座
7）球形支座等。
桥梁支座类型很多，主要根据支承反力、跨度、建筑高度以及预期位移量来选定。 
传统的常用桥梁支座有：垫层支座、平板支座、弧形支座、摇轴支座、铰式固定支座以及铰式辊轴支座等。①垫层支座。用油毛毡或石棉板做成垫层支承上部结构,用于跨度小于6米（铁路桥）或10米（公路桥）的简支板式桥和梁式桥。②平板支座。由上、下两块平面铸钢板（座板）构成,用于跨度小于8米或12米的梁式桥。座板之间如加设销钉，即可构成固定支座。③弧形支座。其活动支座系由平板支座中的下座板改为圆弧面板而成（图2a），可提高其滑移和转动性能，用于跨度小于20米的公、铁路桥。在座板间加销钉即成固定支座。④摇轴支座。用铸钢摇轴与上、下座板组成(图2b)的活动支座，用于中等跨度梁式桥。⑤铰式固定支座。由铸钢上、下摆组成（图2c）,两摆之间嵌以摆卡,以控制横向滑动。是用于大跨度梁式桥的固定支座。 ⑥铰式辊轴支座。 在铰式固定支座的下摆下面加设锻钢辊轴和铸钢座板而成（图2d），辊轴的数量及尺寸根据支承反力的大小来确定。常用于大跨度梁式桥的活动支座。⑦双向活动支座。系由两层互相叠置，而在正交的两个方向均能滚动的铰式辊轴支座构成，用于宽度大的梁式桥。
桥梁支座的布置
桥梁支座的布置主要和桥梁的结构形式有关。通常在布置支座时需要考虑以下的基本原则：
（1）上部结构是空间结构时，支座应能同时适应桥梁顺桥向（X方向）和横桥向（Y方向）的变形；
（2）支座必须能可靠的传递垂直和水平反力；
（3）支座应使由于梁体变形所产生的纵向位移、横向位移和纵、恒向转角应尽可能不受约束；
（4）铁路桥梁通常必须在每联梁体上设置一个固定支座；
（5）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；
（6）当桥梁位于平坡上，固定支座宜设在主要行车方向的前端桥台上；
（7）固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方；
（8）在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度；
（9）连续梁可能发生支座沉陷时，应考虑制作高度调整的可能性。
总之，桥梁支座的布置原则是既要便于传递支座反力，又要使支座能充分适应梁体的自由变形。
桥梁支座的安装
（1）在支座安装之前应对支座的安装位置进行测量检验，支座安装平面应和支座的滑动平面或滚动平面平行，其平行度的偏差不宜超过2‰。
（2）支座安装前应对活动支座顶、底板的相对位置进行检查。
（3）支座安装后，滚动和滑动平面应水平，其与理论平面的斜度不大于2‰。支座上、下板中心应对中，其偏差不大于2‰。
（4）为保证支座安装平整，一般应在支座底面与职称垫石顶面之间，捣筑20～50mm厚的干硬性无收缩砂浆垫层。
桥梁支座的更换施工
桥梁支座更换施工过程中如何能不破坏桥梁的结构,由于我国在上世纪八、九十年代建造的许多桥梁(主要是空心板和T梁居多)现在检查发现多数桥梁橡胶支座经过多年使用后已经损坏、移位。因此，橡胶支座到一定年份损坏后就要更换，而且这些桥梁现在仍然承担着重要的交通运输任务，为了保证桥梁的行车安全和交通的通畅，必须在不断交通的情况下更换旧支座，采用普通的千斤顶根本没有办法更换橡胶桥梁支座。
在桥梁顶升过程中使用气囊千斤顶是近年新开发的一种顶升设备，主要配置有：气囊胶垫、高压胶管、气压分流器、高压气泵、制系统、电子监控等。气囊千斤顶由高质橡胶钢丝材料制成，有关技术指标：设计最大应力1.6MPa，承受最大荷载40t；气囊几何尺寸为：长70cm，宽58cm，厚3cm。由于其结构尺寸较小，特别是厚度超薄，实现了其他千斤顶所无法满足的所需要施工空间小的要求，所以"超低高度气囊式千斤顶"可以直接在盖梁上起顶适合于空心板梁顶升以及顶升间隙较小的物体。"超低高度气囊式千斤顶"不仅在结构尺寸上满足了直接在盖梁上起顶及顶升间隙小的要求，同时在顶起施工时的受力分析也完全符合有关要求。为了确保工程施工作业的顺利进行，做到心中有数，对空心板的受力、变形做了分析，并进行了力学计算，重在了解结构受力后内部变化情况。
计算模型及参数取一座30m跨空心板桥作为算例，主要计算空心板的横向受力，尤其是底板部位的横向受力。分析计算按平面应力模型进行，单元采用8节点等参元。纵向受力长度偏于保守地取用气囊的顺桥向长度L一70cm。对于30m跨径空心板桥，计算荷载：梁自重为43t，二期恒载为9t。计算结果通过有限元计算，支座更换施工过程中，梁体所受的最大剪应力为1.03MPa。梁体的最大主拉应力5。一3.33MPa，大于正常使用阶段荷载组合Ⅱ下的c40混凝土容许主拉应力[d：-]一2.34MPd；与施工阶段受弯构件中c40混凝土容许主拉应力[鳓]一3.38MPa非常接近。但考虑到出现较大主拉应力的范围较小，并且计算时采用了比较保守的纵桥向只有70cm的梁体参与受力的假定，所以顶升过程中，梁体主拉应力基本处于安全范围内。梁体最大主压应力S。：==2.73MPa，远小于正常使用阶段c40混凝土的容许主压应力一18.2MPa。因此，梁体的主压应力满足规范要求。
为了解决这个问题，我公司根据多年的预力施工经验，依据公司现有的技术优势，成功的研制开发了分离式可控起顶系统，该系统在保证桥梁不间断交通正常营运下，不要破坏桥梁结构(且不破坏桥面连续系统)段时间单边断交通的情况下安全，快捷的更换受损支座。该系统可分为液压分离式可控全自动起顶系统和气压分离式可控全自动起顶系统。
对于"超低高度气囊式千斤顶"的施工工艺施工的主要步骤为：准备工作、试顶、整体顶升、支座更换、梁体落位等。下面以一典型工程施工进行介绍。3.1工程简介某空心板梁桥，每跨19片梁，桥面宽20m，桥面铺装层为连续结构，空心板梁为钢筋混凝土预应力结构。单片梁宽0.99m，高1.2m，长30m。单片梁断面为两箱室结构，顶底板均厚20cm，两外腹板均厚lOcm，中腹板厚8cm，单片梁自重43t，每片梁单端设板式橡胶支座2块，支座尺寸14cm×14cm×3cm，不设支座垫石。该桥通车至今已9年，因长时间超限车辆通行造成支座损坏严重，为保证桥梁安全，业主决定对支座进行更换。
在桥梁橡胶支座更换过程中，一定要对桥梁按基础、墩台、主梁、桥面系和附属工程逐一进行全面检查，并做好记录和拍照。对于基础、墩台所存在的病害应先进行处治，然后再处治主梁。需更换支座的，视桥面系和附属工程的具体情况，决定是否对桥面系和附属工程予以保留或全部清除；需保留的，要事先对各桥孔的纵向连接予以解除，最后才进行支座更换施工。传统的施工方法，需要在可利用的扩大基础或承台上搭设顶升支架实施作业，但顶升点应尽可能地靠近原支点。如果没有可以利用的扩大基础或承台，需重新浇注临时承重基础，再搭设顶升支架实施作业，这种情况多发生在柱桩对接的桥墩或实体式墩台结构，遇到深水基础更为困难。
根据施工经验和实际情况，在墩台结构无任何病害的情况下，可直接在盖梁顶面和空心板梁翼缘板下实施顶升，但要求千斤顶高度不超过3cm。为此可采用"超低高度气囊式千斤顶"来实施。准备工作在墩位处设置操作平台，对于无水地段采取搭设支架方式，用普通脚手架钢管，扣件连接即可；对于水中墩则采用船拼搭设支架。支架强度、稳定性均应满足作业安全的要求。支架完成后，对各墩位支座进行全面检查，并做好记录和编号。根据检查情况，确定更换支座部位、桥跨和数量，再根据交通运行『青况，制定最佳支座更换计划。在作业前应对千斤顶安放处进行清理，以利于千斤顶及垫板的安放平稳。同时确定千斤顶所使用的垫板，垫板采用钢板(厚10mm)，尺寸不得小于14cm×14cm，在相对应的板式支座前面放置，并准备一定数量的薄钢板或楔型钢板，以利于在板梁顶升过程中超垫楔紧。气囊千斤顶、气管、闸门使用前应进行荷载试验，以检验各设备的有效性。3.4试顶支撑架、操作平台、千斤顶安装完毕后即可试。
支座的养护
支座在使用年限中应定期进行养护，这些工作包括：钢件的表面油漆、辊轴及摇轴转动部分定期擦洗并涂抹润滑油、滑动支座不锈钢表面的擦洗及检查支座的锚栓等等。只有定期养护才能保证支座的正常工作状态。
桥梁支座的每次在检修加固前都必须进行养护检查工作，这些工作内容不仅可以保证桥梁支座的正常工作，同时也保证了桥梁的正常使用。
下面给大家简单介绍下桥梁支座的检修检查工作内容介绍：
（1）垫层支座的油毡是否有老化断裂情况；
（2）钢板滑动支座和弧形支座的是否出现了锈蚀现象；
（3）摆柱支座是否各部件位置正确，受力是否均匀；
（4）滑动盆式橡胶支座的固定螺栓是否有损坏或者螺母松动现象；
（5）橡胶支座是否有老化变形现象发生；
（6）活动支座是否灵活，实际位移是否正确；
还有就是看看低迷那的防水装置及其排水装置是否产生漏水，如果这样长期不管会让支座产生生锈、腐蚀，从而无法保证桥梁支座的正常使用。[2]
研究发展方向
  桥梁支座改善材料，提高强度和抗腐蚀、抗老化性能；减少摩擦系数；简化构造;降低支座的结构高度；提高经济和使用性能;安装和更换方便等。近年来，针对这些目标进行改进的新型支座有：①优质钢辊轴支座。辊轴及其上、下座板全部进行淬火,可大幅度提高容许荷载并减少结构高度,在主力作用下的赫兹容许压应力（即按赫兹公式计算钢圆柱体与钢板平面接触时的最大承压应力容许值）约为2254兆帕。②改进防锈焊接支座。支座经过全部淬火，并在上下座板面上设防锈焊接层，在主力作用下的赫兹容许压应力约为2156兆帕。③板式橡胶支座。是一种面支承支座，桥梁中只采用加劲的合成橡胶支座，它是在人工合成氯丁橡胶中夹以刚性加劲层（薄钢板、带孔薄钢板、钢丝网等）构成，以加劲层阻止橡胶侧向膨胀，提高其抗压刚度，利用橡胶支座的压缩差异和剪切变形来适应上部结构支承端的转角与水平位移，容许支承力达1800千牛。这种支座可兼作固定和活动支座之用，构造简单，结构高度很小（1.4～8.5厘米），安装方便，适用面广，可用于斜桥、弯桥；吸震好，适用于地震区；用钢量省，造价低廉;置换方便等。它是一种较完善的支座型式,20世纪60年代以来，采用日广；其主要缺点为抗臭氧、抗氧化、抗低温（低于－30°C）能力差。④盆式橡胶支座（图3a）。较板式橡胶支座具有更大的支承力和位移量，系用聚四氟乙烯、氯丁橡胶、不锈钢（或镀铬钢）滑板和钢材组合而成。聚四氟乙烯和不锈钢滑板间的摩擦系数很小( μ=0.018～0.046)；氯丁橡胶被密封在钢盆内，处于三向受压应力状态，具有很高的容许承载力，且能灵活转动；钢密封环用以防止橡胶被挤出盆外；橡胶密封圈用邵氏50度的氯丁橡胶制成，用来防止钢盆内橡胶的老化。中国现已制成20兆牛(2000吨)级，并设计了40兆牛（4000吨）级的这种支座。 桥梁支座
如在图3a中不设聚四氟乙烯和钢滑板，则可构成固定式支座。又如将支座的上下座板改成具有相同半径的凸凹面，并在其间以及上座板与钢滑板之间嵌入聚四氟乙烯板，则可构成转动和位移性能更好的半球形活动支座（图3b）。
桥梁支座的支承垫石的设置
为了保证桥梁支座的施工质量，以及安装、调整、观察、及更换桥梁支座的方便不管是采用现浇梁法还是预制梁法施工，不管是安装何种类型的桥梁支座，在墩台顶设置支撑垫石是必须的。
桥梁支座安装安全规程
1 桥梁支座安装作业过程中应考虑下列主要危险源、危害因素：
（1） 墩顶未设置栏杆、步梯等安全防护设施。
（2） 支座在墩顶存放时固定不牢。
（3） 选用的千斤顶不符合施工要求。
（4） 顶落梁时违规操作
（5） 施工现场违章用电。
（6） 高处作业人员不按规定佩戴劳动防护用品；酒后或疲劳作业。
（7） 支座安装无防风措施；冬季无防滑措施。
2 支座安装前，墩顶及支座锚栓孔中的积雪、冰冻、积水和其他杂物应清理干净，并采取必要的防滑措施。支座在墩顶存放时，要固定牢固。
3 吊运支座时，墩顶作业人员应待支座稳定后再扶正就位。人工抬运支座时，应协调一致，防止挤压手脚。
4 简支梁梁体吊装架设前，应先将支座安装在预制梁的底部。上支座板与梁底预埋钢板间不得有空隙。箱梁支座下的灌浆强度达到20MPa后，拧紧下支座板锚栓，并拆除各支座上、下连接钢板及螺栓，再拆除临时千斤顶。
5 顶落梁所用的油压千斤顶均须附有球形支撑垫、保险圈、升程限孔。共同作用的多台千斤顶应选用同一类型，并用油管并联。油压千斤顶、油泵、油管、压力表等在使用前应分别进行试验。
6 使用千斤顶顶梁安放支座时，应及时落梁到支座，严禁长时间用千斤顶支承梁体。
7 顶落梁时，应有保险设施，随着活塞起落及时安放或撤除。两端支点不得同时起落。施顶或纵横移时，应缓慢平稳，各道工序应派专人检查，统一指挥。[3]