公路橋梁板式橡膠支座的應(yīng)用與研究

馬文凰 盧國(guó)良

（江西省宜春市公路管理局路橋工程局，江西 宜春 336000）

1 橋梁支座應(yīng)用方面存在的問(wèn)題

通過(guò)近年來(lái)的調(diào)查、檢測(cè)、施工和橋梁病害分析發(fā)現(xiàn)，橡膠支座在產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、試驗(yàn)檢測(cè)、設(shè)計(jì)選用、施工安裝以及養(yǎng)護(hù)維修等方面存在諸多問(wèn)題和隱患，如板式橡膠支座生產(chǎn)質(zhì)量堪憂，橡膠材料和金屬板材料不合規(guī)范，制作工藝不合理，更有甚者為降低成本，在橡膠膠料中摻加再生橡膠，導(dǎo)致橡膠支座品質(zhì)劣化、容易老化。支座的正確施工安裝也是影響橋梁技術(shù)性能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，然而施工中一些技術(shù)人員對(duì)支座安裝施工質(zhì)量意識(shí)薄弱，常常出現(xiàn)支座墊石不平整、支座與梁底脫空、支座偏位、支座型號(hào)與設(shè)計(jì)不符等質(zhì)量問(wèn)題等等，上述問(wèn)題直接影響了橡膠支座的使用性能和使用壽命，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響。

2 板式橡膠支座構(gòu)造及減震原理

常用的橋梁隔震裝置有柔性支承裝置和阻尼裝置兩種類型，其中橡膠支座是世界上應(yīng)用最廣、實(shí)用性最好的一種柔性支承裝置。橡膠支座由薄鋼板和薄橡膠板交替疊合經(jīng)高溫硫化粘結(jié)而成，所采用的橡膠一般有天然橡膠和氯丁膠。由于在橡膠層中加設(shè)夾層薄鋼板，而且橡膠層與夾層鋼板緊密粘結(jié)，當(dāng)橡膠支座承受垂直荷載時(shí)，橡膠板的橫向變形受到約束，使橡膠支座具有很大的豎向承載力和豎向剛度。因薄鋼板不影響橡膠板的剪切變形，使橡膠板對(duì)任何水平方向的運(yùn)動(dòng)均呈柔性約束，當(dāng)橡膠支座承受水平荷載時(shí)，其橡膠層的相對(duì)側(cè)移大大減少。使橡膠支座可達(dá)到很大的整體側(cè)移而不致失穩(wěn)，而且保持較小的水平剛度。并且由于夾層鋼板與橡膠層緊密粘結(jié)，橡膠層在豎向地震作用下還能承受一定的拉力，使該種支座成為一種豎向承載力極大、水平剛度較小、水平側(cè)移容許值很大、又能承受豎向地震作用的理想隔震裝置。

3 板式橡膠橋梁支座設(shè)計(jì)

板式橡膠支座的基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：（1）支座使用階段的平均壓應(yīng)力限值σc=10.0Mpa，常溫下支座剪變模量Ge=1.0MPa橡膠支座剪變模量隨橡膠變冷而遞增，當(dāng)累年最冷月平均溫度的平均值為 0～-10℃時(shí)，Ge值應(yīng)增大 20%；當(dāng)?shù)陀?10℃時(shí)，Ge值應(yīng)增大50%；當(dāng)?shù)陀?25℃時(shí)，Ge 值應(yīng)為 2Mpa。（2）橡膠支座抗壓彈性模量和支座形狀系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：Ee=5.4GeS，矩形支座圓形支座式中：Ee-支座抗壓彈性模量（MPa）；Ge-支座剪變模量；S-支座形狀系數(shù)；l0a-矩形支座加勁鋼板短邊尺寸；l0b-矩形支座加勁鋼板長(zhǎng)邊尺寸；d0-圓形支座鋼板直徑；t1-支座中間層單層橡膠厚度。橡膠彈性體體積模量Eb=2000Mpa。

4 支座安裝應(yīng)用

安裝時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙要求，在支座墊石和支座上均標(biāo)出支座位置中心線，以保證支座準(zhǔn)確就位；支座安裝時(shí)，應(yīng)防止支座出現(xiàn)偏壓或產(chǎn)生過(guò)大的初始剪切變形。安裝就位完成后，必須保證支座與上下部結(jié)構(gòu)緊密接觸，不得出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，對(duì)未形成整體的梁板結(jié)構(gòu)，應(yīng)避免重型車輛通過(guò)；預(yù)制梁板落梁時(shí)，應(yīng)先放置略高于支座的對(duì)頭木楔塊保護(hù)支座，以防止落梁時(shí)支座移位或發(fā)生較大初始剪切變形，待梁體就位準(zhǔn)確后，退出木楔塊均勻落梁。個(gè)別支座落空、出現(xiàn)不均勻受力或支座壓偏嚴(yán)重、局部受壓側(cè)面鼓出異常時(shí)須重新調(diào)整。對(duì)于彎、坡、斜橋重點(diǎn)控制支座標(biāo)高，使每片梁四塊墊石標(biāo)高控制點(diǎn)處于一個(gè)平面上。安裝聚四氟板支座時(shí)，應(yīng)注意聚四氟乙烯板面應(yīng)向上；預(yù)應(yīng)力梁板張拉后，梁體因中間起拱而支承于兩端，因而特別要防止梁端臺(tái)座的沉降；支座安裝后，應(yīng)全面檢查是否有支座漏放，支座安裝方向、支座型式是否有錯(cuò)，臨時(shí)固定措施是否拆除，防塵罩是否安裝，四氟滑板支座是否注入硅脂油等現(xiàn)象。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整和處理，確保支座安裝后的正常工作，并記錄支座安裝后出現(xiàn)的各項(xiàng)偏差及異常情況。

5 板式橡膠支座應(yīng)用常見(jiàn)問(wèn)題及預(yù)防處理措施

支座墊石與梁底支承楔塊的位置、尺寸、標(biāo)高的施工偏差過(guò)大。預(yù)防要點(diǎn):墩臺(tái)、支座墊石及梁底支承楔塊施工前應(yīng)對(duì)測(cè)量放線進(jìn)行復(fù)核，確保其施工控制線的精度滿足要求，并向有關(guān)的施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，施工時(shí)嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)與規(guī)范要求進(jìn)行，確保其施工質(zhì)量滿足要求。

支座墊石混凝土頂面不水平、不平整，且強(qiáng)度不足，混凝土不密實(shí)，內(nèi)部有空洞等缺陷，影響承載能力。預(yù)防要點(diǎn):墊石側(cè)模安裝時(shí)應(yīng)用水平尺側(cè)模頂?shù)乃角闆r，不水平時(shí)應(yīng)及時(shí)予以調(diào)整。墊石混凝土施工時(shí)注意對(duì)墊石頂面進(jìn)行抹平但不得壓光，使墊石混凝土頂面與側(cè)模頂接順在同一水平面上，且如果有必要應(yīng)征得設(shè)計(jì)人同意，提高混凝土標(biāo)號(hào)。墊石部位帽梁表面混凝土應(yīng)鑿毛徹底，墊石混凝土方量較小，但也必須機(jī)械拌合，嚴(yán)禁人工隨意拌合。

支座墊石與梁底支承楔塊內(nèi)鋼筋缺漏或保護(hù)層厚度過(guò)大。預(yù)防要點(diǎn):重視支座墊石與梁底支承楔塊等細(xì)小部位的施工質(zhì)量，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求安裝上述部位的鋼筋。

支座安裝的位置、方向的施工偏差過(guò)大，甚至支座長(zhǎng)寬方向倒置。預(yù)防要點(diǎn):①墩臺(tái)與支座墊石應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)與規(guī)范要求施工，確保墩臺(tái)頂與墊石的軸線位置、標(biāo)高、墊石尺寸、平整度等方面的施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。②支座安裝前應(yīng)在墊石上標(biāo)示支座縱向與橫向設(shè)計(jì)位置的中心線，并在支座上標(biāo)示支座軸線，支座安裝時(shí)使支座軸線與墊石上的支座設(shè)計(jì)位置中心線重合。③墊石上測(cè)放支座設(shè)計(jì)位置的中心線時(shí)，應(yīng)注意復(fù)核支座位置縱向控制線的方向是否與橋梁中心線重合或平行(按設(shè)計(jì)要求)，確保其施工控制線的精度滿足要求。

支座上、下面未與梁底支承面、墊石頂面完全密貼或支座頂面不水平、支座頂標(biāo)高的施工偏差過(guò)大，出現(xiàn)支座局部脫空、偏壓等現(xiàn)象。預(yù)防要點(diǎn):①墊石側(cè)模安裝時(shí)應(yīng)用水平尺檢查側(cè)模頂?shù)乃角闆r，不水平時(shí)應(yīng)及時(shí)予以調(diào)整，使墊石混凝土頂面與側(cè)模頂接順在同一水平面上。②支座安裝前，應(yīng)先將墊石頂面清理干凈，確保墊石頂面無(wú)浮砂、灰塵、油污，然后在墊石上采用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿找平、坐漿，將支座及時(shí)安放在砂漿上，并采用水平尺檢查支座的水平度，確保支座頂面水平。③應(yīng)在支座上加設(shè)一塊比支座稍大的支承鋼板，注意支承鋼板外觀應(yīng)平整，無(wú)翹曲、變形、銹蝕、裂縫等現(xiàn)象，鋼板還應(yīng)刷防銹漆。當(dāng)梁體采用整體現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，支承鋼板上焊錨固鋼筋與梁體連接，此時(shí)支承鋼板可兼作梁體底模的一部分；當(dāng)梁體采用裝配式施工時(shí)，支承鋼板與梁底之間采用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿粘結(jié)，注意砂漿厚度應(yīng)均勻、合適，以確保梁底填充砂漿飽滿、密實(shí)。

四氟乙烯滑板與不銹鋼滑板劃傷、表面臟污、硅脂未注滿，四氟滑板倒置。預(yù)防要點(diǎn):四氟滑板式橡膠支座開(kāi)箱后，應(yīng)注意對(duì)支座內(nèi)的四氟乙烯滑板與不銹鋼滑板進(jìn)行保護(hù)，避免劃傷和表面粘附臟物、砂塵等，并注意檢查四氟乙烯滑板表面儲(chǔ)油坑是否已注滿，如果不滿，則應(yīng)在支座安裝前，采用產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)上規(guī)定的硅脂予以注滿，避免四氟乙烯滑板與不銹鋼滑板之間的摩擦系數(shù)超大。

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