橋梁板式橡膠支座病害原因及防范對(duì)策

李金紅

摘? 要：中小跨徑橋梁中經(jīng)常使用到的橋梁支座就是板式橡膠支座，其是橋梁上部和下部間的重要連接件，而橋梁在使用的過程中，難免經(jīng)受周邊環(huán)境的影響，病害現(xiàn)象發(fā)生比較頻繁。想要保證橋梁的安全穩(wěn)定，就必須找出橋梁板式橡膠支座病害產(chǎn)生的原因，并采取對(duì)策來(lái)防范解決。因此，該文首先分析了橋梁板式橡膠支座的病害原因，然后在此基礎(chǔ)上提出橋梁板式橡膠支座病害防范的有效對(duì)策，給相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁支座;板式橡膠支座;病害原因;防范對(duì)策

中圖分類號(hào)：U44? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)橋梁建造事業(yè)的飛速發(fā)展，橋梁養(yǎng)護(hù)維修工作也隨之全面展開。在這一過程中，發(fā)現(xiàn)了許多橋梁病害問題，其中就包括了橋梁板式橡膠支座病害問題。許多橋梁的板式橡膠支座設(shè)計(jì)壽命與實(shí)際壽命之間存在差異，出現(xiàn)了支座開裂、支座老化等問題。橋梁板式橡膠支座因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝容易、鋼材節(jié)省、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單和價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)勢(shì)，在中小跨徑橋梁中應(yīng)用得十分廣泛，因此，研究分析橋梁板式橡膠支座病害原因并提出防范對(duì)策，是十分重要且有意義的。

1 橋梁板式橡膠支座的病害原因

1.1 板式橡膠支座開裂

板式橡膠支座出現(xiàn)開裂問題的原因主要分為2點(diǎn)。1） 內(nèi)部因素，也就是板式橡膠支座本身的質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致的。2） 外部因素，也就是施工安裝時(shí)不規(guī)范導(dǎo)致的。①?gòu)膬?nèi)部因素來(lái)看，主要問題為板式橡膠支座原材料的選用、橡膠配方設(shè)計(jì)及加工工藝。例如用部分再生膠代替天然膠、氯丁膠等，由于再生膠為硫化膠，是經(jīng)過粉碎、脫硫后制成的。而脫硫只是將橡膠大分子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)斷裂，并非是從橡膠中分離。因此再生膠使用會(huì)對(duì)產(chǎn)品老化性能產(chǎn)生一定的影響。如果配方設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)使產(chǎn)品表面出現(xiàn)噴霜、明疤和龜裂等現(xiàn)象。如果產(chǎn)品加工工藝出現(xiàn)問題，支座成品就會(huì)出現(xiàn)欠硫、粘接效果不好、力學(xué)性能不均勻等現(xiàn)象。由于這些內(nèi)在問題的存在，造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，使得支座在實(shí)際使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)諸多問題。②從外部因素來(lái)看，施工安裝中存在的問題主要有3點(diǎn)。1） 安裝時(shí)不嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行施工，會(huì)出現(xiàn)壓偏、脫空、初始剪切變形大等現(xiàn)象（如圖1、圖2）。2） 支座的安裝方向不對(duì)，造成支座的轉(zhuǎn)角性能不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，減小了支座的使用壽命。3） 四氟滑板式橡膠支座滑移面處理有誤?；逯ё泼鎽?yīng)涂滿硅脂，與不銹鋼之間形成摩擦副，用來(lái)適應(yīng)梁體的變形。但由于硅脂價(jià)格高，一些施工單位為了節(jié)約和施工方便，在安裝滑板支座的時(shí)候，在滑板支座表面只涂少量硅脂、不涂硅脂或用其他油脂代替等，以至于滑動(dòng)支座與不銹鋼板之間的摩擦力增大，使得滑板支座剪切變形變大，最后致使滑板支座被破壞（如圖3、圖4所示） 。使用其他油脂，高溫易流淌。

1.2 未有效控制支座支撐面平整度與高差

橋梁支座的支承面通常為支座墊石，支座墊石在平整度與高度差上的要求較高，頂面高度誤差需控制在5 mm左右，而四角高差則不能超過2 mm。過去，施工人員在施工時(shí)一般會(huì)用水平尺來(lái)量控，但人員通常只能控制水平尺的兩端，另兩端則控制不了。同時(shí)，由于水平尺精度不高，支撐面與高度差并無(wú)法通過水平尺來(lái)控制符合施工規(guī)定的精度。支座安裝之后，因?yàn)槲从行Э刂浦ё蚊嫫秸扰c高度差，使得梁底下單個(gè)支座或者多個(gè)支座受力不平衡，這樣造成支座壓偏，甚至出現(xiàn)支座脫空現(xiàn)象，最終導(dǎo)致支座由于局部變形過大，加劇了支座的老化速度。

1.3 安裝應(yīng)力未消除導(dǎo)致支座剪切變形

板式橡膠支座在安裝后，受橋梁橫、縱坡影響，梁底和支座無(wú)法進(jìn)行完全接觸。橋梁在運(yùn)營(yíng)中，車輛的行駛會(huì)反復(fù)沖擊梁板，而梁板又將沖擊輸送到支座上，因梁底和支座無(wú)法完全接觸，所以梁板和支座接觸部位的應(yīng)力增大，隨之導(dǎo)致支座剪切變形過大。

2 橋梁板式橡膠支座病害防范的有效對(duì)策

2.1 有效控制支座本身質(zhì)量

施工單位想要控制內(nèi)部因素，保證支座本身的質(zhì)量，應(yīng)選擇在支座生產(chǎn)廠家直接采購(gòu)，減少中間貿(mào)易商這個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)，還可以派工作人員前往廠內(nèi)進(jìn)行監(jiān)督生產(chǎn)，從原材料采購(gòu)到整個(gè)生產(chǎn)工藝的控制都進(jìn)行監(jiān)督檢查，并隨機(jī)抽取膠料及成品進(jìn)行了檢測(cè)。支座進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求可對(duì)支座進(jìn)行進(jìn)一步的抽查檢驗(yàn)。

2.2 嚴(yán)格測(cè)量控制支座支撐面平整度與高差

為控制支座支撐面的平整度與高差，應(yīng)該嚴(yán)格控制支座墊石的強(qiáng)度、平整度與高差。施工時(shí)，施工人員可以提高一個(gè)等級(jí)的支座墊石混凝土標(biāo)號(hào)來(lái)確保支座墊石的強(qiáng)度過關(guān)，而且，因?yàn)橹ё鶋|石方量小，所以只提升一個(gè)等級(jí)的標(biāo)號(hào)，并不會(huì)增添成本支出負(fù)擔(dān)。

支座墊石施工時(shí)，為減少人為與機(jī)械可能出現(xiàn)的誤差，測(cè)量的最好選擇應(yīng)該是高精確度的電子水準(zhǔn)儀。同時(shí)，選擇產(chǎn)品支座時(shí)，應(yīng)要求生產(chǎn)廠家在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)盡量保持變形均一，使產(chǎn)品受力平衡。

2.3 控制支座安裝質(zhì)量

安裝支座的時(shí)候，應(yīng)該嚴(yán)格核對(duì)支座的型號(hào)、數(shù)量。同時(shí)，依照設(shè)計(jì)需求，在支座墊石上測(cè)劃出支座輪廓線，安裝時(shí)就可將輪廓線當(dāng)作控制線，以精確定位支座位置，同時(shí)要注意支座的安裝方向。

針對(duì)滑動(dòng)支座滑動(dòng)面被污染的問題，可以用紗布蘸取少量丙酮或酒精，把污染的滑動(dòng)面擦拭干凈，放置3 min，等丙酮或酒精完全揮發(fā)掉，再按標(biāo)準(zhǔn)要求在滑動(dòng)面涂滿硅脂油。應(yīng)注意不能為節(jié)省成本，使用其他油脂來(lái)替代硅脂油。

2.4 有效消除支座所受應(yīng)力

消除支座所受應(yīng)力的方法主要分為4種。1）增大支座上鐵板尺寸。適當(dāng)增大橡膠支座上鐵板的幾何尺寸，以此削弱支座過于集中的所受應(yīng)力。2）安裝梁板需要二次落梁。安裝梁板的時(shí)候，因?yàn)榱喊弩w積大且重量重，所以無(wú)法呈現(xiàn)設(shè)計(jì)理想形態(tài)，安裝中，要多次進(jìn)行調(diào)整。而調(diào)整時(shí)，支座位置移動(dòng)、初始剪切變形、被梁底刮擦等現(xiàn)象都可能出現(xiàn)，假如對(duì)支座不進(jìn)行二次落梁調(diào)整，將導(dǎo)致支座初始剪切變形的不可逆，在后期橋梁運(yùn)營(yíng)過程中支座的變形會(huì)愈發(fā)明顯。二次落梁指的是提起第一次落梁梁板，調(diào)整支座，使其保持最佳狀態(tài)后，再落梁，如此能減少支座病害的發(fā)生。3）通過便道或梁板橫縱連接的加強(qiáng)，來(lái)單個(gè)解決支座受力問題。橋梁在施工時(shí)，橋梁一側(cè)通常會(huì)有便道，方便運(yùn)輸。而有些不能設(shè)置便道的橋梁，則可運(yùn)用鐵板等設(shè)施來(lái)橫縱向連接橋梁，防止支座單點(diǎn)受力，降低支座在運(yùn)營(yíng)之前發(fā)生變形的概率。4）挑選合適的伸縮縫槽填充料。在伸縮縫沒有完工之前，在伸縮縫位置填充彈性材料，模仿伸縮縫特點(diǎn)，讓梁板能夠進(jìn)行自由的滑動(dòng)，削弱支座所受應(yīng)力，避免發(fā)生位移。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，橋梁板式橡膠支座在我國(guó)中小橋梁建設(shè)中應(yīng)用的十分普遍，因此，針對(duì)使用過程中出現(xiàn)的各種病害問題，應(yīng)找出其原因，如板式橡膠支座開裂、未有效控制支座支撐面平整度與高差、安裝應(yīng)力未消除導(dǎo)致支座剪切變形等，并采取有效防范對(duì)策來(lái)解決，如有效控制支座本身質(zhì)量、嚴(yán)格控制支座支撐面平整度與高差、支座安裝質(zhì)量以及有效消除支座所受應(yīng)力等，以此保障橋梁運(yùn)營(yíng)的安全與平穩(wěn)。

參考文獻(xiàn)

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