李思聰

(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400000)

橋梁板式橡膠支座病害分析及防治措施

李思聰

(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400000)

橡膠支座現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用于橋梁，由于各種不同的原因，支座同樣的也會(huì)出現(xiàn)各種不同的損害，更嚴(yán)重的會(huì)改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、橋梁的通行質(zhì)量和使用壽命[1]。因此本文從設(shè)計(jì)選型、加工制造、施工安裝及維修養(yǎng)護(hù)對(duì)病害原因進(jìn)行了分析。針對(duì)當(dāng)前較為廣泛應(yīng)用的板式橋梁支座產(chǎn)生病害這一問題，提出了在設(shè)計(jì)，支座的試驗(yàn)檢測(cè)，施工中支座的安裝與調(diào)整，日常維護(hù)，4個(gè)不同方面的防治措施。從病害表面來(lái)看，支座病害是不同因素作用的結(jié)果，但從實(shí)際反饋中可知，支座加工制造和施工安裝方面是主要原因，同樣也是支座病害防治的重中之重。本文對(duì)橋梁的支座施工以及橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的支座維修和養(yǎng)護(hù)有一定的參考價(jià)值[2]。

橋梁；板式橡膠支座；病害；防治措施：維護(hù)

一、引言

支座是橋梁重要的傳力構(gòu)件，主要用來(lái)將上部結(jié)構(gòu)荷載安全可靠地傳遞給墩臺(tái)，從而保證結(jié)構(gòu)的安全。由于支座設(shè)計(jì)和施工等原因，加之在正常使用一段時(shí)間后的疲勞變形因素的影響，支座會(huì)出現(xiàn)各類病害，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力發(fā)生變化，現(xiàn)階段，橋梁支座一般采用橡膠支座，橡膠支座具有生產(chǎn)制造方便，構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，安裝使用技術(shù)成熟等一系列優(yōu)點(diǎn)。但是由于橡膠支座在長(zhǎng)期使用后會(huì)出現(xiàn)各種病害，降低了橋梁的安全[3]。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用，我們必須分析橋梁橡膠支座的病害，來(lái)保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和延長(zhǎng)橋梁使用壽命。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的板式橋梁支座由多層橡膠與鋼板經(jīng)加壓硫化而成。它不僅能將橋梁上部結(jié)構(gòu)反力傳遞給墩臺(tái)，還能有效地適應(yīng)梁端轉(zhuǎn)動(dòng)及通過(guò)橡膠支座的剪切變形來(lái)適應(yīng)由溫差引起的梁體伸縮變形。

二、板式橡膠支座病害成因

板式橡膠支座是由多層橡膠片以及剛性的加勁物組成，一般通過(guò)涂膠、加壓硫化處理來(lái)使橡膠與加勁物之間牢固連接。隨著時(shí)間推移，板式橡膠橋梁支座病害出現(xiàn)了多發(fā)性與重發(fā)性的趨勢(shì)，從根本上來(lái)說(shuō)是在橋梁工程的設(shè)計(jì)選型、加工制造、施工安裝及維修養(yǎng)護(hù)中出現(xiàn)了或多或少的問題，又或是在技術(shù)和管理上出現(xiàn)問題。

(一)設(shè)計(jì)選型原因。1.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，而不是縱向滑動(dòng)支座。2.對(duì)板式橡膠支座的性能了解不深入，對(duì)設(shè)計(jì)所需板式橡膠支座的尺寸不做驗(yàn)算[4],使設(shè)計(jì)支座過(guò)早地由于抗壓、抗剪不足等方面的原因造成損害。3.由于支座調(diào)整措施的錯(cuò)誤,當(dāng)較大的縱向坡度在梁體上發(fā)現(xiàn)時(shí),由于支座調(diào)整措施的錯(cuò)誤,使支座與梁體不能密貼，從而受力不當(dāng)而造成破壞。

(二)加工制造原因。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。

1.加工時(shí)工藝和配方存在問題,使生產(chǎn)出的產(chǎn)品在各種力學(xué)的性質(zhì)上不能完全滿足規(guī)范要求。2.采用的原材料沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求檢驗(yàn)。3.制造出的產(chǎn)品并沒有嚴(yán)格控制硫化時(shí)間,正常硫化點(diǎn)并沒有達(dá)到，從而鋼板和橡膠之間的黏結(jié)力不足。

(三)施工安裝的原因。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。

1.支座墊石表面不平整,使支座安放后局部出現(xiàn)脫空。2.墊石表面的浮砂、油污未清理干凈,沾上油污后使支座過(guò)早地出現(xiàn)老化現(xiàn)象。3.支座安放時(shí)支座中心線與墩臺(tái)上的支座中心線不重合,支座就位不準(zhǔn)確,使支座處在不利的受力環(huán)境下。

(四)維修養(yǎng)護(hù)方面

維護(hù)方案不合理和施工工藝不當(dāng)可能誘發(fā)原來(lái)正常的支座產(chǎn)生新的病害，由于上部結(jié)構(gòu)在容易使正常的支座出現(xiàn)脫空的不良現(xiàn)象。同時(shí)在橋梁維修養(yǎng)護(hù)運(yùn)營(yíng)中，管理不當(dāng)也是造成橡膠支座病害的原因。主要包括以下幾方面。

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)超過(guò)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)生硬性破壞的概率上升。2.養(yǎng)護(hù)不到位。實(shí)際橋梁的運(yùn)行中，很多都沒有得到及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)，以至于對(duì)初期產(chǎn)生的微小損傷沒有及時(shí)得到解決，進(jìn)而引發(fā)更大的損傷和病害。

三、板式橡膠支座病害的防治措施

板式橡膠支座病害的發(fā)生是各方綜合產(chǎn)生的結(jié)果，因而在我們采取防治措施的時(shí)候也應(yīng)該從不同的角度來(lái)采取不同的措施，只有從不同的環(huán)節(jié)，逐一管理和防范才能有效地避免病害的發(fā)生。

(一)設(shè)計(jì)選型方面。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)，也要驗(yàn)算水平承載力、剪切變形和轉(zhuǎn)角，尤其是支座變形驗(yàn)算需得到極大重視.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。

(二)支座的試驗(yàn)檢測(cè)方面。對(duì)于這一方面的危害，我們要做好的就是支座的試驗(yàn)檢測(cè)工作。比如支座進(jìn)場(chǎng)需提供產(chǎn)品合格證和出廠證明和支座技術(shù)性能指標(biāo);支座進(jìn)場(chǎng)前需按批次、單元進(jìn)行規(guī)定頻率的抽樣檢驗(yàn)。其中的檢驗(yàn)內(nèi)容有:支座橡膠的外觀檢測(cè)；支座橡膠的力學(xué)性能指標(biāo)檢驗(yàn)；支座的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。

(三)施工中支座的安裝與調(diào)整方面。板式橡膠支座在施工過(guò)程中，首先要做足前期準(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，因此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。

(四)日常維護(hù)方面。我們知道定期檢查和維護(hù)保養(yǎng)是可以有效地防止支座的病害產(chǎn)生，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)或更換。通常日常檢查的內(nèi)容有：支座是否有滑移及脫空現(xiàn)象；支座的剪切位移是否過(guò)大；支座各部是否保持完整、清潔，支座周圍有無(wú)雜物。支座更換處理時(shí)，不僅要對(duì)病害支座進(jìn)行處理，還需對(duì)整個(gè)墩臺(tái)的全部支座進(jìn)行檢查。

四、小結(jié)

而板式橡膠支座是在國(guó)內(nèi)橋梁工程上廣泛應(yīng)用的一種橋梁支座。本文通過(guò)從設(shè)計(jì)選型、加工制造、施工安裝及維修養(yǎng)護(hù)對(duì)橋梁板式橡膠支座病害原因進(jìn)行了分析，最終得出加工制造及施工安裝應(yīng)為支座病害的主要原因。同時(shí)在設(shè)計(jì)，支座的試驗(yàn)檢測(cè)，施工中支座的安裝與調(diào)整，日常維護(hù)這些方面上找到了具體的防范措施。在施工過(guò)程中，支座的安裝必須嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，不能人為留下隱患；同樣的在后期運(yùn)營(yíng)中要對(duì)超載車輛進(jìn)行限制，做好日常的養(yǎng)護(hù)和檢查工作。

通過(guò)對(duì)板式橡膠支座危害的分析，也引起了我對(duì)支座危害解決一些的想法，也就是能不能從板式橡膠支座的構(gòu)造方面從根本上來(lái)減少支座危害的發(fā)生呢？以下是我的一些想法。

1.制造一種能全方位提高彈性模量的新型板式橡膠支座；2.通過(guò)改變加勁鋼板的結(jié)構(gòu)組成形式，使支座的受力特點(diǎn)改變，成為一些更簡(jiǎn)單的受力組合模式；3.提高橡膠支座的橫向剛度，使橋梁這個(gè)整體的剛度提升。

[1]奚勇.橋梁橡膠支座應(yīng)用中的質(zhì)量問題分析及對(duì)策[J].世界橋梁，2006，(4):68-70.

[2]宋長(zhǎng)斌.公路橋梁支座常見病害淺析[J].青海交通科技,2012,(2):59-60.

[3]陳書平,李傳習(xí).新建橋梁橡膠支座的常見病害分析[J].山西建筑,2009,(4):128-131.

[4]夏娟，奚勇，劉洪濤.橋梁支座典型病害分析及對(duì)策[J].華東公路，2008,(3)：31-33.

李思聰(1992.04-)，男，漢，湖北，研究生在讀，重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院，橋梁工程。