公路橋梁橡膠支座的使用壽命與應(yīng)用措施分析

劉昊

摘 要：橡膠支座的承載能力以及變形能力良好，因此在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。但一直以來(lái)，工程師最關(guān)注的問(wèn)題就是橡膠支座使用的鋼材質(zhì)量和橡膠，以及橡膠工藝的耐久性以及整體質(zhì)量?；诖?，本文論述了公路橋梁橡膠支座的使用壽命以及應(yīng)用措施。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；橡膠支座；使用壽命

在公路的橋梁建設(shè)當(dāng)中，雖然看起來(lái)橋梁支座微不足道，而且成本也比較低，但是不能忽視的是，在整個(gè)橋梁中，橋梁支座起著至關(guān)重要的作用。隨著時(shí)代不斷進(jìn)步，工藝技術(shù)也在逐步革新。實(shí)踐證明，由于橡膠支座有獨(dú)特性能以及多種優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛地應(yīng)用。包括很強(qiáng)的減震抗壓能力、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、可靠的性能、長(zhǎng)的使用使命等優(yōu)點(diǎn)。但需要注意的是，在使用過(guò)程當(dāng)中，橡膠支座也會(huì)有問(wèn)題存在，因此相關(guān)的人員應(yīng)將質(zhì)量監(jiān)督的工作做好。

1 橡膠支座的應(yīng)用

以往，在建造橋梁的時(shí)候，一般用到的都是剛支座或者油毛氈支座，但由于其的技術(shù)水平低，因此在實(shí)際的應(yīng)用中出現(xiàn)了很多的問(wèn)題。在我國(guó)，雖然很早就引進(jìn)了橡膠支座，但由于經(jīng)濟(jì)對(duì)社會(huì)所造成的影響，因此這種橡膠支座并不常見。改革開放之后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，因此使橡膠支座在橋梁中得到了廣泛地應(yīng)用。同時(shí)在應(yīng)用的過(guò)程中，相關(guān)的技術(shù)人員也將其的作用和功能充分發(fā)揮了出來(lái)[1]。

2 公路橋梁橡膠支座的老化以及使用壽命

橡膠材料之所以會(huì)有龜裂老化的現(xiàn)象出現(xiàn)，很大的一個(gè)原因就是在使用當(dāng)中，橡膠材料遭受到一些紫外線和氧以及外力等影響。世界很多的國(guó)家先后都對(duì)橡膠支座的使用壽命進(jìn)行了研究，所得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也有一定的參考價(jià)值。但由于在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，相關(guān)的人員采用的是不用材料以及不同的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，因此從最終的成果來(lái)看，還是有一定的差異存在[2]。

在20世紀(jì)的時(shí)候，上海的某一家研究所就對(duì)利用熱空氣加速老化的研究方式進(jìn)行采用，驗(yàn)證了橡膠支座的使用期限和壽命，同時(shí)也在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)水平的背景下，估計(jì)了在正常使用情況下，橡膠支座的使用壽命，一般而言，是50年。同時(shí)，相關(guān)人員還發(fā)現(xiàn)了橡膠的品種同橡膠支座的老化有非常密切的聯(lián)系。比如，天然橡膠并沒有一定的抗老化性，相比于天然橡膠，氯丁膠有很高的耐老化性。所以，在設(shè)計(jì)一些大型的橋梁結(jié)構(gòu)以及比較重要的橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)選用氯丁膠作支座。而在二十五度或者以下溫度的時(shí)候，就應(yīng)選用天然膠支座。經(jīng)調(diào)查分許，還有一種三元乙丙橡膠材料，雖然這種品種有很高的耐低溫性以及耐老化性，但和鋼板的粘連性不強(qiáng)。總之，在對(duì)橡膠支座應(yīng)用的時(shí)候，要對(duì)各種因素進(jìn)行考慮[3]。

3 安全設(shè)計(jì)和選用材料

3.1 設(shè)計(jì)的功能

可將橋梁支座劃分為兩類，第一類是固定支座，第二類是滑動(dòng)支座。固定支座有以下作用，在墩臺(tái)上，它可以穩(wěn)固住橋梁結(jié)構(gòu)，不僅能對(duì)水平力進(jìn)行傳遞，還能夠?qū)ο蛐牧M(jìn)行傳遞。同時(shí)，能夠限制位移，完成橋跨轉(zhuǎn)動(dòng)。而同固定支座相比，滑動(dòng)支座有很大的不同，它能夠?qū)ο蛐牧M(jìn)行傳遞，也能夠在這個(gè)時(shí)候，實(shí)現(xiàn)平移和自由移動(dòng)。

橋梁支座的作用：不僅能夠可靠地轉(zhuǎn)移橋梁上部的結(jié)構(gòu)，還能夠在一定條件下，完成自由變性。同時(shí)合理運(yùn)用支座設(shè)計(jì)，還能夠起到一定的隔振減振的效果。在氣候發(fā)生極端變化的時(shí)候，橋梁支座能夠迅速完成變形，且能夠吸收能量[4]。

3.2 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

做好設(shè)計(jì)以及選材是橋梁支座很重要的因素，要想更合理地對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，就要結(jié)合橋梁的結(jié)構(gòu)情況、支座的位移以及承受反力等情況，詳細(xì)計(jì)算和周密分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和合理性。同時(shí)，還要考量橋體自身的情況，并針對(duì)橋梁的跨度寬度、截面尺寸以及材料性質(zhì)，計(jì)算支座的振動(dòng)周期，這樣才能夠?qū)⑦m當(dāng)?shù)臉蛄褐ёO(shè)計(jì)出來(lái)。

3.3 選用的支座

3.3.1 盆式橡膠支座：橡膠和鋼構(gòu)件可組合成的橋梁支座就是盆式橡膠支座，大的水平位移量、大的承載力、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活都是這種橡膠支座的特點(diǎn)，因此在一些大跨徑橋梁中非常適用，同時(shí)在林區(qū)和城市橋梁中也比較適用。單向和多向支座以及固定支座是盆式橡膠支座的分類。

3.3.2 板式橡膠支座：這種板式橡膠支座有非常簡(jiǎn)單的構(gòu)造，很容易對(duì)其進(jìn)行加工。相對(duì)于其他支座，板式橡膠支座不需要用到很多的剛量。同時(shí)，其成本較低，便于安裝，在一些小城市的公路上比較適用。

3.3.3 拉壓支座：在橋梁中，這種拉壓支座，不僅要承受拉力和壓力，還要克服上撥反力。

3.3.4 球形橡膠支座：這種支座是一種新型的支座，發(fā)展的時(shí)間還不長(zhǎng)，針對(duì)其工作特性，可分為單向、多向以及固定。簡(jiǎn)單的來(lái)講，球形橡膠支座就是利用球面對(duì)力進(jìn)行傳遞，其有比較均勻的作用，還能夠給混凝土的反力提供一定的支持。由于它有很小的轉(zhuǎn)距力，在大轉(zhuǎn)角的支座比較適用，再加上其轉(zhuǎn)動(dòng)性能保持一致，因此在曲線橋以及寬橋上比較適用。

4 結(jié)束語(yǔ)

在橋梁工程當(dāng)中，運(yùn)用到橡膠支座，更能夠保障橋梁的安全以及整體質(zhì)量。由于橡膠支座有非常大的優(yōu)勢(shì)，因此得到了各個(gè)國(guó)家的深入探索和研究。但受到地域和材料的限制，所得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很大的區(qū)別。作為從事相關(guān)工作的工作人員，應(yīng)選用合適材料，積極應(yīng)對(duì)橡膠支座的壽命問(wèn)題，并將其解決。值得注意的是，由于橡膠支座同橋梁結(jié)構(gòu)有莫大的關(guān)聯(lián)，因此，在對(duì)橡膠支座選取的時(shí)候，應(yīng)確保質(zhì)量達(dá)到相關(guān)的要求，避免出現(xiàn)偷工減料的情況。只有這樣，才能夠確保工程的順利、安全實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]張科云.公路橋梁橡膠支座的使用壽命與應(yīng)用對(duì)策[J].低碳地產(chǎn)，2016，2（7）：308.

[2]張延年，單春紅，鄭怡，等.凍融條件下公路橋梁板式氯丁橡膠支座受壓試驗(yàn)研究[J].土木建筑與環(huán)境工程，2013，35（6）：40-45.

[3]張延年，單春紅，鄭怡，等.熱老化條件下公路橋梁板式氯丁橡膠支座抗剪試驗(yàn)[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，34（4）：471-475.

[4]張延年，司月華，張軍，等.硝酸腐蝕條件下公路橋梁板式氯丁橡膠支座受壓試驗(yàn)[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，29（4）：621-627.

（作者單位：河北省邢臺(tái)市邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司）