桥梁板式橡胶支座病害防治

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[摘 要]随着我国近几年交通事业的不断发展,公路桥梁板式橡胶支座目前应用广泛,质量问题也频繁出现.本文就是针对桥梁板式橡胶支座在使用过程中出现的病害来提出一些针对性的措施,掌握质量情况,以便发现问题及时改正.

[关键字]板式橡胶支座；病害；防治

1.支座是桥梁结构的一种特殊而重要的部件,它设置在桥梁的上部结构与墩台之间.

它的作用是：（1）传递上部结构的支承反力,包括恒载和活载引起的竖向力和水平力；（2）保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形,以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式.支座占桥梁工程的造价很小,但出现质量问题后将严重影响桥梁上下部结构的使用寿命和交通安全.许多使用中的桥梁,板式橡胶支座表面积水积尘严重、四氟乙烯滑板的储油坑内存有杂质灰尘等.上述问题直接影响了橡胶支座的使用性能和使用寿命,对桥梁结构造成严重影响,这些问题都直接影响到了桥梁的安全和使用寿命.

2.板式橡胶支座产生病害及原因分析

2.1板式橡胶支座产生病害描述

桥梁板式橡胶支座的缺陷、病害,形式各样,常见的主要有以下几种：

（1）橡胶支座受压不均匀.有的支座局部脱空,有的甚至完全脱空,不参与结构受力,从而造成其它支座压力增大,发生较大变形.（2）板式橡胶支座的质量.橡胶材料暴露在空气之中很容易受到光、热、氧等外界环境的影响,时间一长的话很容易发生橡胶材料的开裂等问题.我国在上世界的八十年代曾经对橡胶板式支座利用热空气加速老化的原理进行了研究,结果表明在橡胶支座的使用初期,材料老化的速度较快.之后随着时间的延长老化的速度在逐渐变缓,并且呈现出较为平温的一个状态.通常橡胶支座的所处的环境差异性较大,支座本身的质量也有较大的差异性.所以对于其寿命的影响也是不尽相同.（3）橡胶支座剪切变形.橡胶支座剪切变形过大,甚至产生裂缝,造成这种现象的主要原因是支座安装时初始剪变形过大.（4）支座垫石高度不够.用普通砂浆找平,造成砂浆压碎,其上支座基本不承担上部荷载.有的支座上部脱空,竟用砂浆封涂空隙.（5）墩台垫石上有杂物.如混凝土,木板,泥土.造成此现象的原因有：浇筑湿接头时漏浆、伸缩缝安装前落入的杂物未清理、临时固定设施未拆除.墩台上的杂物有的会污染橡胶支座,有的包围着支座,影响支座发挥正常的作用.（6）安放支座的墩台顶面标高超标.为了保持梁底标高而将支座处留成凹槽凑合.（7）支座受压外鼓.支座胶层厚度和支座胶层不均匀分布,将会产生支座局部应力集中,局部胶层表面裂纹萌生概率大幅增加,导致支座提前损坏.

2.2常见病害原因分析

1）设计方面原因.有些设计单位设计、选用的公路桥梁板式橡胶支座与公路桥涵设计规范、行业标准规定的设计要求不符.一般支座按标准化设置,而部分桥梁要求支座承载力较大,实际选用橡胶支座承载力达不到要求,通常橡胶支座按固定支座受力计算,如果未选用或合理设置滑板支座,再加上支座偏薄、支座抗剪弹模过大等不利因素组合,可能无法满足结构所需要的变形要求,最终导致梁体附加内力增大、支座剪切耐久性降低,桥墩水平推力增大等.支座承载力与桥梁实际支承反力应尽量接近或吻合,一般变化范围应在±10％左右.并非选择的支座承载力比实际需要的承载力越大越安全,尤其是选择四氟滑板支座时,应尽量接近实际桥梁结构的支承反力,因为四氟板与不锈钢板的摩擦系数是随着正压力减小而增大的.板式橡胶支座的计算中未将支座的平面尺寸确定支座厚度确定、支座偏转验算支座抗滑,性验算等方面综合考虑,使支座不能完全满足实际受力要求.

2）安装过程中.生产产品的配方、施工工艺存在问题,生产出的产品在物理、力学性能方面不能完全满足规范要求.采用的原材料没有少,认格按照标准要求检验.如用再生胶代替合成橡胶和天然橡胶,用废旧钢板代替加劲钢板,钢板的材质、厚度均达不到质量要求.制造出的产品没有少,认格控制硫化时间,橡胶没有能够达到正常硫化点,性能达不到最佳水平,钢板和橡胶之间没有足够的粘结力.支座保护层厚度不均匀、加劲钢板之间的橡胶层相差较大,远远超出标准的要求.支座垫石表面不平整,使支座安放后局部出现脱空,表面受力不均匀；支座垫石顶面标高控制的不好,使一片梁底四个支座受力不均匀,尤其一端安置的两个支座,支座偏压少,认贡,支座表面异常鼓出或出现局部脱空；垫石表面的浮砂、油污未清理）几净,沾上油污后使支座过早的出现老化现象；支座安放时支座中心线与墩台上的支座中心线不贡和,支座就位不准确,使支座处在不利的受力环境下；落梁、支座安放过程中,操作不平稳,使支座安放后既出现偏心受压或出现剪切变形.

3.板式橡胶支座常见病害及处理措施

（1）支座垫石与梁底支承楔块的位置、尺寸、标高的施工偏差过大.即支座垫石与梁底支承楔块的位置不准确,每边宽出支座的尺寸过小、支座垫石与梁底支承楔块的高度过大或过小、垫石顶标高的施工偏差过大.

防治措施：墩台、支座垫石及梁底支承楔块施工前应对测量放线进行复核,确保其施工控制线的精度满足要求,并向有关的施工人员进行技术交底,施工时严格遵照设计与规范要求进行,确保其施工质量满足要求.

（2）支座垫石混凝土顶面不水平、不平整,且强度不足,混凝土不密实,内部有空洞等缺陷,影响承载能力.

防治措施：垫石侧模安装时应用水平尺侧模顶的水平情况,不水平时应及时予以调整.垫石混凝土施工时注意对垫石顶面进行抹平但不得压光,使垫石混凝土顶面与侧模顶接顺在同一水平面上,且如果有必要应征得设计人同意,提高混凝土标号.垫石部位帽梁表面混凝土应凿毛彻底,垫石混凝土方量较小,但也必须机械拌合,严禁人工随意拌合.混凝土要加强捣固,保证混凝土密实可靠.

（3）个别支座的规格型号与设计要求不完全相符.

防治措施：支座采购进场以及运至垫石旁准备安装时,均应仔细查看支座的规格、型号、数量,确保各处支座的规格、型号、数量完全符合设计要求.当施工中发现某种支座缺乏或规格、型号不对时,严禁对各处的支座随意代换,也不得以大代小、以强代弱,更不能以小代大、以弱代强.

（4）支座上、下面未与梁底支承面、垫石顶面完全密贴或支座顶面不水平、支座顶标高的施工偏差过大,出现支座局部脱空、偏压等现象.

防治措施：预防要点：①垫石侧模安装时应用水平尺检查侧模顶的水平情况,不水平时应及时予以调整,使垫石混凝土顶面与侧模顶接顺在同一水平面上.②支座安装前,应先将垫石顶面清理干净,确保垫石顶面无浮砂、灰尘、油污,然后在垫石上采用环氧树脂砂浆找平、坐浆,将支座及时安放在砂浆上,并采用水平尺检查支座的水平度,确保支座顶面水平.注意砂浆找平层厚度应均匀、合适,以确保支座底砂浆饱满、密实、支座顶面标高满足要求,并注意支座侧面不得粘附有砂浆,如有,则应及时予以刮除干净,以免影响支座将来的正常工作.③应在支座上加设一块比支座稍大的支承钢板,注意支承钢板外观应平整,无翘曲、变形、锈蚀、裂缝等现象,钢板还应刷防锈漆.当梁体采用整体现浇混凝土结构时,支承钢板上焊锚固钢筋与梁体连接,此时支承钢板可兼作梁体底模的一部分；当梁体采用装配式施工时,支承钢板与梁底之间采用环氧树脂砂浆粘结,注意砂浆厚度应均匀、合适,以确保梁底填充砂浆饱满、密实.

（5）四氟乙烯滑板与不锈钢滑板划伤、表面脏污、硅脂未注满,四氟滑板倒置.

防治措施：四氟滑板式橡胶支座开箱后,应注意对支座内的四氟乙烯滑板与不锈钢滑板进行保护,避免划伤和表面粘附脏物、砂尘等,并注意检查四氟乙烯滑板表面储油坑是否已注满,如果不满,则应在支座安装前,采用产品使用说明书上规定的硅脂予以注满,避免四氟乙烯滑板与不锈钢滑板之间的摩擦系数超大.

4.结语

桥梁板式橡胶支座的破坏涉及各环节,各阶段.设计方面,要选用合适的支座,要求支座实际承载能力、疲劳强度、布置方式等与所用桥梁及环境相适应,并且墩台设计要便于以后支座更换.施工方面,要求支座安装符合规范和设计的要求,不留质量隐患.日常使用方面,要做好日常检查和养护工作,发现问题及时解决,保证最佳的使用状态,保障交通安全,延长桥梁的整体使用寿命.