支座的作用和布置方式

支座（bearing）通常设置在梁端底面与墩台顶面之间，与上、下部结构牢固连接。它的作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并能够释放或约束由车辆荷载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位（位移和转角），使上下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式。支座还应保证在风荷载、地震作用等水平荷载作用下上部结构的安全。

桥梁支座按其变位的可能性分为固定支座（fixed bearing）与活动支座（movable bearing）。固定支座传递竖向力和水平力，上部结构在支座处能自由转动但不能水平移动；活动支座则只传递竖向力，上部结构在支座处既能自由转动又能水平移动。活动支座又可分为单向活动支座（仅提供沿桥轴纵或横向的自由移动）和双向活动支座（纵向、横向均可自由移动）。

桥梁支座型式多样，性能各异。随着桥梁跨度及载重的不断增加和技术的进步，桥梁界业已发展出由不同材料做成的多种型式的支座，大致可分为简易支座、钢支座、钢筋混凝土支座、橡胶支座以及特种支座（如减震支座、拉力支座等）。支座型式和规格的选用，要考虑的因素包括桥梁跨径、支点反力（reaction）、对建筑高度的需求、适应单向或多向位移及其位移量的需求，以及结构抗震、减震等需求。

桥梁支座的布置方式，主要根据桥梁的结构型式及桥梁的宽度确定。

简支梁桥一端设固定支座，另一端设活动支座。铁路简支T梁桥，单线由于两支座间的横向间距较小，因此固定支座端均限制其纵横向位移，活动支座端仅限制横向位移，见图7.1（a）；双线T梁桥，则限制其靠中线侧支座的横向位移，见图7.1（b）（图中箭头所指表示支座活动方向，无箭头者表示不能活动）。铁路箱形简支梁桥，当支座横向间距＜4m时，横向变形小，一般只需要设置单向（纵向）活动支座，如图7.2（a）；当支座横向间距≥4m时，则应释放一侧横向的约束，如图7.2（b）。公路简支梁桥（T 梁、板梁或箱梁形）由于桥面较宽，因而要考虑支座横桥向移动的可能性，支座布置如图7.3所示，即在固定墩上设置一个固定支座，相邻的支座设置为横向可动、纵向固定的单向活动支座，而在活动墩上设置一个纵向活动支座（与固定支座相对应），其余均设置双向活动支座。

连续梁桥每联（由两伸缩缝之间的若干跨组成）只设一个固定支座。为避免梁的活动端伸缩量过大，固定支座宜布置在每联长度的靠中间支点处。但若该处墩身较高，则应考虑避开，或采取特殊措施，以避免该墩墩顶承受过大的水平力（这会导致墩底弯矩过大）。其支座布置通常如图7.4（a）所示。与简支梁桥的支座设置类似，若梁体较宽，需将横桥向一侧的支座改为横向活动支座（纵向固定）和双向活动支座，如图7.4（b）所示。

曲线连续梁桥的支座布置会直接影响到梁的内力分布，同时，支座的布置应使其能充分适应曲梁的纵、横向自由转动和移动的可能性。通常，宜采用球面支座，且为多向活动支座。此外，曲线箱梁中间各墩上常设单支点支座，仅在一联范围内的梁的端部（或桥台上）设置双支座，以承受扭矩。有意将曲梁单支点向曲线外侧偏离，可调整曲梁恒载的扭矩分布。图7.5为曲梁支座布置的示意图。

图7.1　铁路简支梁T梁桥支座布置

图7.2　铁路简支箱形梁桥支座布置(www.xing528.com)

图7.3　公路简支梁桥支座布置

图7.4　连续梁桥支座布置

图7.5　曲线连续梁支座布置

梁桥支座的支承面一般是水平的。当桥梁位于坡道上时，固定支座应设在较低一端，以使梁体在竖向荷载沿坡道方向分力的作用下受压，以便能抵消一部分竖向荷载产生的梁下缘拉力；当桥梁位于平坡上时，固定支座宜设在主要行车方向的前端。

正确地确定支座所承受的荷载和活动支座的位移量是支座设计的基础。支座反力设计值，应按竖向荷载（应计入车辆荷载的冲击效应）标准值进行组合设计；支座水平力设计值也应按水平向作用的标准值进行组合计算，包括可能产生的制动力、风力、摩阻力、主梁弹性挠曲对支座的拉力等。对于弯桥、斜桥和宽桥，支座的受力比较复杂，需要开展空间受力分析。

位移量的计算要考虑各种可能出现的工况。桥梁的温度变化、车辆制动力、收缩徐变、预应力、挠曲变形等都会产生纵向位移。支座设计时，还应充分考虑支座安装施工时的温度，以及施工阶段其他因素，如预应力张拉等，否则易出现成桥后支座受力和变形超量。

在地震区桥梁支座设计还需要考虑抗震的需要，一般来说，要求在E1级地震作用下，支座要满足规范要求，即不破坏；在E2级地震作用下，支座可破坏，相应的地震力由抗震挡块承受。抗震挡块，是在盖梁、台帽或墩顶的横桥向两侧设置钢筋混凝土挡块，用于限制地震作用下主梁的侧向位移，防止横向落梁。

桥梁的使用效果，与支座能否准确地发挥其功能有着密切的关系，因此在安放支座时，应使成桥后的上部结构的支点位置与下部结构的支座中线对中，但绝对的对中较为困难，因此要注意使可能的偏心在允许的范围内，不致影响支座的正常工作。对于大跨度桥梁，还应当考虑后期的收缩徐变效应，以及安装时的温度，支座安装时将支座上垫板设置适当的预偏值，以便成桥后支座中心对正。