施篤錚， 程 坤， 唐國(guó)斌

(1.河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司， 河南 鄭州 450015； 2.河南省交通工程加固有限責(zé)任公司， 河南 鄭州 450015； 3.公路橋梁安全檢測(cè)與加固技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心， 河南 鄭州 450015)

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基于可調(diào)高度墊石的空心板橋支座病害處置技術(shù)

施篤錚1,3， 程 坤1,2,3， 唐國(guó)斌1,2,3

(1.河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司， 河南 鄭州 450015； 2.河南省交通工程加固有限責(zé)任公司， 河南 鄭州 450015； 3.公路橋梁安全檢測(cè)與加固技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心， 河南 鄭州 450015)

為解決以支座脫空為代表的空心板橋支座病害問(wèn)題，提出了一種基于可調(diào)高度墊石的支座病害處置技術(shù)，旨在通過(guò)上下楔形滑塊的相對(duì)滑動(dòng)達(dá)到主動(dòng)調(diào)節(jié)支座高度的目的。介紹了該可調(diào)支座墊石的安裝施工工藝，并在某高速公路30 m空心板橋改擴(kuò)建過(guò)程中進(jìn)行了應(yīng)用，為今后類似工程提供可以借鑒的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

空心板橋； 支座； 病害； 可調(diào)高度墊石

1 概述

橡膠支座作為滿足橋梁上部結(jié)構(gòu)傳力和變形需要的裝置，在安裝或運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)受力不均勻甚至脫空的現(xiàn)象，尤其是對(duì)于支座數(shù)量較多的空心板橋。梁體與支座脫空后就直接改變了其受力狀態(tài)，使支座呈偏心受壓和局部受壓狀態(tài)，上部荷載作用在支座上的局部應(yīng)力也大大增加，極易引起支座開(kāi)裂、變形過(guò)大和壓壞損傷，同時(shí)降低非脫空支座的使用壽命[1]。更進(jìn)一步講，由于梁體支座約束的改變，使得梁體局部承壓增大，在車輛荷載的反復(fù)作用下，梁體會(huì)在豎向產(chǎn)生位移和震顫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起梁端部混凝土的縱向開(kāi)裂，損壞橋面鋪裝層，進(jìn)而影響橋梁的使用壽命。

目前針對(duì)支座脫空病害的處置方法較多，如加塞鋼板、加配重[2]、直接調(diào)整主梁姿態(tài)[3]和頂升更換[4，5]等，但這些方式或多或少的都存在一定缺陷，例如對(duì)主梁自身受力不利、無(wú)法從根本上解決問(wèn)題等。針對(duì)空心板橋常見(jiàn)脫空病害，本文提出通過(guò)主動(dòng)改變墊石高度的方式來(lái)根本上解決支座脫空的問(wèn)題，研發(fā)相應(yīng)的裝置，且在相關(guān)工程中進(jìn)行驗(yàn)證，以期為類似工程提供可以借鑒的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

2 支座受力不均的危害

首先為了解支座脫空引起梁板其他支座反力重分配的情況，以典型空心板為例，建立其實(shí)體有限元模型進(jìn)行計(jì)算分析，有限元模型及支座編號(hào)如圖1和圖2所示。

圖1 有限元模型Figure 1 Finite element model

圖2 支座編號(hào)示意圖Figure 2 Schematic diagram of bearing number

計(jì)算包括梁板自重和30 t跨中集中荷載兩種工況，分別掌握無(wú)脫空和一個(gè)支座脫空后其余支座反力的變化情況，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

從表中可以看出，2#支座脫空，自重荷載作用下其相鄰非脫空支座反力增大2倍，遠(yuǎn)端兩支座的受力也會(huì)極不均勻，分別增大78%和減小78%。跨中30 t集中荷載作用下其相鄰非脫空支座反力增大1.41倍，遠(yuǎn)端兩支座的受力分別變?yōu)槊摽涨暗?.26倍和0.15倍。

表1 支座反力計(jì)算結(jié)果Table1 ResultsofbearingreactionforceskN支座編號(hào)無(wú)脫空自重荷載30t集中荷載2#脫空脫空后/脫空前2#脫空脫空后/脫空前11062122.001501.4121060