板式橡膠支座病害成因與防治措施

張 銀

（北京城市快軌建設(shè)管理有限公司，北京 100027）

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了交通事業(yè)的大力開(kāi)展。同時(shí)，公路橋梁的通車(chē)?yán)锍膛c荷載也不斷增加，橋梁病害的產(chǎn)生給橋梁的通行和管理帶來(lái)了極大的不便。針對(duì)當(dāng)前橋梁出現(xiàn)的病害狀況和不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，迫切需要橋梁工作者對(duì)其進(jìn)行深入地研究，并提出相應(yīng)的預(yù)防及解決措施，以確保橋梁的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。

1 板式橡膠支座病害成因

板式橡膠橋梁支座病害的發(fā)生逐漸呈現(xiàn)出多發(fā)性與重發(fā)性的趨勢(shì)，究其原因主要是在公路橋梁工程的設(shè)計(jì)、選材、施工和運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)中未引起足夠的重視，始終欠缺在技術(shù)和管理上的支持。

1.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

橋梁設(shè)計(jì)工作者對(duì)橡膠支座的性能了解不夠深入，設(shè)計(jì)計(jì)算中考慮承載能力、抗剪能力、抗滑性驗(yàn)算不夠全面，最終導(dǎo)致橡膠支座在實(shí)際應(yīng)用中承受荷載與理論不甚相符，繼而發(fā)生病害。由于設(shè)計(jì)原因而導(dǎo)致的支座病害主要有以下幾種情況：橋梁總橫坡設(shè)計(jì)時(shí)，固定支座需設(shè)置在下坡方向的坡臺(tái)上，如支座設(shè)置考慮不周，容易引起支座受剪切壓力超出承受能力，實(shí)際的轉(zhuǎn)角和位移與設(shè)計(jì)不符，造成橡膠板式支座的局部超壓，發(fā)生支座剪切破壞等病害；對(duì)于只有單向滑動(dòng)需求的梁底支座，設(shè)計(jì)時(shí)滑動(dòng)方向錯(cuò)誤，如對(duì)于曲線梁，梁底外側(cè)支座應(yīng)具有橫向滑動(dòng)能力，設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常錯(cuò)誤地將之設(shè)計(jì)布置為縱向滑動(dòng)支座。

1.2 支座制造和加工環(huán)節(jié)

橡膠支座選用的橡膠材料的性能直接決定著其以后的使用性能。橡膠材料的制造加工工藝中受到配方、工藝技術(shù)、加工環(huán)境等多方面因素的影響，在產(chǎn)品輸出后就難以保證橡膠支座的性能指標(biāo)完全一致。橡膠支座的性能指標(biāo)存在差異，其承受荷載和位移的能力就存在差別。根據(jù)橡膠材料的相關(guān)規(guī)范資料可以了解，同一批次檢驗(yàn)合格的橡膠支座在彈性模量這個(gè)指標(biāo)上差別能夠達(dá)到30%～40%。也就是說(shuō)，同樣的荷載作用下，同樣的橡膠支座所產(chǎn)生的彈性變形存在差異，而由此引起的橋梁上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的次生壓力偏差也較大，如此就使得個(gè)別支座承受荷載過(guò)大而發(fā)生破壞，甚至進(jìn)一步發(fā)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的病害。

1.3 工程施工環(huán)節(jié)

板式橡膠支座的安裝技術(shù)和施工工藝很重要，支座的安裝質(zhì)量將直接影響支座的受力狀況和耐久性能，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）支座墊石施工質(zhì)量不合格。

（2）支座安放時(shí)，支座中心線與設(shè)計(jì)支座中心線不重合，支座就位不準(zhǔn)確，使支座處在與設(shè)計(jì)狀態(tài)不相符的受力狀態(tài)。

（3）橋梁設(shè)計(jì)有縱橫坡時(shí)，梁底預(yù)埋鋼板應(yīng)確保底面水平，但根據(jù)目前的施工工藝和技術(shù)，很難做到完全水平，且梁體張拉起拱，總會(huì)發(fā)生輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)變形，影響預(yù)埋鋼板的精確度，使支座出現(xiàn)局部脫空、偏壓、初始剪切變形過(guò)大等現(xiàn)象。

（4）個(gè)別支座的規(guī)格型號(hào)與設(shè)計(jì)要求不完全相符。

1.4 運(yùn)營(yíng)方面

在公路橋梁的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，管理不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致橡膠支座的病害發(fā)生。主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）支座超載。在我國(guó)公路運(yùn)營(yíng)中，路橋超載現(xiàn)象普遍存在，實(shí)際的運(yùn)營(yíng)荷載已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)荷載，引起板式橡膠支座的疲勞累積，導(dǎo)致支座發(fā)生硬性破壞的概率大大上升。橡膠支座在長(zhǎng)期的超載負(fù)荷下，使用壽命也會(huì)不斷下降。

（2）材料老化。橡膠產(chǎn)品的老化不可避免，但是項(xiàng)目施工管理失當(dāng)引起的支座偏載、活載等加速了支座的疲勞老化進(jìn)程。

（3）硬性破壞。橋梁其他病害的發(fā)生引起支座的脫空或剪切位移過(guò)大，都會(huì)給支座帶來(lái)強(qiáng)有力的破害，導(dǎo)致支座受損。

（4）養(yǎng)護(hù)不到位。實(shí)際橋梁的運(yùn)行中，很多都沒(méi)有得到及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)，以至于對(duì)初期產(chǎn)生的微小損傷沒(méi)有及時(shí)得到解決，進(jìn)而引發(fā)更大的損傷和病害。

2 板式橡膠支座病害防治對(duì)策

板式橡膠支座病害出現(xiàn)的原因是多方面的，橋梁工程的每一個(gè)環(huán)節(jié)的不足都可能導(dǎo)致支座病害。因此，支座病害的防治也應(yīng)當(dāng)從多個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理。

2.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

公路橋梁板式橡膠支座病害的預(yù)防應(yīng)從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始。針對(duì)板式橡膠支座在使用過(guò)程中表現(xiàn)出的設(shè)計(jì)缺陷，要求設(shè)計(jì)人員在支座設(shè)計(jì)選型過(guò)程中在重視豎向承載力驗(yàn)算的同時(shí)，也應(yīng)該嚴(yán)格地驗(yàn)算水平承載力、剪切變形和轉(zhuǎn)角，尤其是支座變形驗(yàn)算需得到極大的重視。對(duì)于在使用中出現(xiàn)的實(shí)際轉(zhuǎn)角超出相應(yīng)規(guī)格支座允許轉(zhuǎn)角的情況，應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，而不能直接選用。支座設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在上下表面設(shè)置承壓鋼板，使支座與梁體均勻接觸，消除梁體和墩頂混凝土表面不平整所帶來(lái)的不利影響。

2.2 工程施工環(huán)節(jié)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)板式橡膠支座的廠家眾多，在支座的選用環(huán)節(jié)上應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格管理。支座的質(zhì)量直接影響著其以后使用過(guò)程中的可靠性和壽命，應(yīng)嚴(yán)格選用質(zhì)量過(guò)關(guān)和信譽(yù)良好的廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，杜絕質(zhì)量存在缺陷的支座進(jìn)入工程施工中。除板式橡膠支座設(shè)計(jì)和選型、加工質(zhì)量符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以外，正確的施工與安裝是橡膠支座應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵所在。板式橡膠支座施工中，在安裝前首先要做足前期的準(zhǔn)備工作，其次要重點(diǎn)保證加工制造和施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，故在支座的加工制造過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行，保證原材料質(zhì)量；施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)管理，選擇專業(yè)化施工隊(duì)伍，保證支座安裝定位準(zhǔn)確，支座受力均勻。

2.3 運(yùn)營(yíng)管理對(duì)策

定期檢查和維護(hù)保養(yǎng)可以及時(shí)有效地防止病害的出現(xiàn)和惡化，一旦發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致病害發(fā)生的不利因素應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)與更換。板式橡膠支座的工作環(huán)境應(yīng)盡量清潔，檢查中應(yīng)注意清除支座周?chē)奈鬯?、積雪、冰塊及其他雜物，尤其是要避免支座接觸油脂及其他對(duì)橡膠有腐蝕性的物質(zhì)，對(duì)梁底及墩、臺(tái)帽上的殘存機(jī)油等應(yīng)進(jìn)行清洗，防止因橡膠老化、腐蝕而失去作用。此外，車(chē)輛超載現(xiàn)象的日益嚴(yán)重，相關(guān)部門(mén)加大對(duì)路橋通行車(chē)輛的管理，應(yīng)嚴(yán)格限制運(yùn)營(yíng)車(chē)輛荷載等級(jí)，禁止超過(guò)橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)的車(chē)輛上橋。

3 結(jié)語(yǔ)

橋梁病害的發(fā)生對(duì)橋梁的安全性和耐久性造成了極大的隱患，為公路橋梁的通行帶來(lái)了阻礙。通過(guò)以上對(duì)橋梁支座病害的成因分析可知，支座病害的防治重點(diǎn)在于支座的產(chǎn)品選用和安裝施工環(huán)節(jié)。因此，應(yīng)著重加強(qiáng)這兩個(gè)環(huán)節(jié)的管控，保證材料和產(chǎn)品進(jìn)入施工過(guò)程中的質(zhì)量，在施工中嚴(yán)格按照相關(guān)工程規(guī)范和工藝流程進(jìn)行，保證支座安裝定位準(zhǔn)確，受力符合設(shè)計(jì)和理論要求。

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