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钢箱梁支垫是桥梁结构中连接梁体与支撑体系的关键部件，其核心作用在于实现荷载传递、高程控制、变形适应及振动缓冲，确保桥梁在施工和运营阶段的稳定性。以下从功能需求与力学机制两方面展开说明：
一、荷载传递与分散机制
支垫通过刚性材料（如钢垫板）将钢箱梁自重及车辆荷载均匀传递至桥墩或临时支架。其力学原理基于静力学平衡：钢垫板与梁体接触面的应力分布需满足 σ=F/A（σ 为应力，F 为荷载，A 为接触面积），通过扩大接触面积降低局部压强。例如，临时支垫通常布置在钢箱梁横隔板与纵腹板交界处，利用结构刚度较大区域共同传力，避免单点受力过大导致局部屈曲。同时，复合滑板与不锈钢板形成的摩擦副（摩擦系数 μ≤0.05）可减少顶推过程中的水平阻力，确保荷载沿设计路径传递。
二、高程调整与定位原理
支垫通过模块化垫块组合实现毫米级高程控制。施工时，先通过千斤顶顶起梁体，再逐层增减钢垫板（厚度 2-5mm）或橡胶垫板（压缩率≤15%）调整高度。例如，可升降式支架钢管桩通过千斤顶与垫板协同作用，单次调整精度达 ±1mm，且能通过多组千斤顶同步动作消除箱梁四角高差（偏差≤±3mm）。这种分层调整机制既满足设计标高要求，又避免因单次调整量过大引发结构失稳。
三、变形适应与位移补偿
支垫需适应钢箱梁因温度变化（ΔT±20℃时伸缩量可达 ±20mm）和活载作用产生的位移。橡胶垫板（弹性模量 E=2-10MPa）的非线性弹性变形可吸收纵向位移，而复合滑板（四氟乙烯层厚度≥2mm）允许梁体横向滑动。例如，半柔性支承装置中的橡胶板通过压缩变形（压缩量≤10mm）补偿梁体变形曲线差异，同时不锈钢板与复合滑板的摩擦副可将滑动阻力降低至荷载的 5% 以下。
四、振动缓冲与能量耗散
支垫通过材料阻尼特性减少动力响应。橡胶垫块（阻尼比 ζ=0.1-0.3）可吸收车辆通行产生的高频振动，而高阻尼减振垫（损耗因子 η≥0.2）能将地震能量转化为热能耗散。例如，车载运输用防变形承托装置通过横向与纵向缓冲组件（弹簧刚度 k=50-200N/mm），将惯性力引起的冲击应力降低 60% 以上。这种缓冲机制不仅保护梁体结构，还能延长支座使用寿命。
五、稳定性控制与协同工作
支垫系统需满足整体稳定性要求：临时支垫的高宽比（h/b）应≤3，避免受压失稳；永久支座的抗倾覆系数 K≥1.5，通过预埋螺栓与梁体固结。施工中，多组支垫需形成闭合支撑面，例如大节段钢箱梁支垫连线面积需≥梁体投影面积的 30%，以抵抗风荷载和施工偏心荷载。此外，橡胶垫板与钢垫板的组合（弹性 - 刚性复合结构）可协调不同材料的变形特性，确保支垫系统在复杂工况下的协同工作。
通过上述多重作用，钢箱梁支垫将力学原理转化为工程实践，实现了从荷载传递到动态响应控制的全流程功能覆盖。其设计需综合考虑材料特性（钢的强度、橡胶的弹性）、结构刚度（垫板厚度与布置方式）及施工工艺（千斤顶同步性、垫块拼接精度），最终确保桥梁在全生命周期内的安全性能。
