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一、板式橡膠支座

支座系統(tǒng)屬于橋梁五大部件之一，它的設(shè)置對(duì)保障橋梁結(jié)構(gòu)物的安全具有重大意義，承擔(dān)著橋梁上下部結(jié)構(gòu)間荷載傳遞的功能，該功能要求支座在車輛荷載反復(fù)作用下、在溫度及濕度交替變化的環(huán)境中，必須具備減震、可彈性變形、抗壓、抗剪切、抗老化等性能。

本文主要針對(duì)最常用的板式橡膠支座展開論述，板式橡膠支座（GJZ、GYZ系列）由多層橡膠與薄鋼板鑲嵌、黏合、硫化而成。橡膠中鑲嵌剛板，具有“柔中帶剛”的特性，使得支座具有足夠的豎向剛度承受垂直荷載。內(nèi)外層由橡膠包裹，使支座具有良好的彈性適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)具有良好的變形能力和防震功能。

二、板式橡膠支座開裂

（一）支座開裂的危害

板式橡膠支座在使用過程中，會(huì)出現(xiàn)開裂、變形、脫空、偏位等病害，影響上下部結(jié)構(gòu)之間荷載力量的傳遞，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的橋梁結(jié)構(gòu)物病害。支座開裂研究是本文重點(diǎn)。

所謂“千里之堤毀于蟻穴”，支座發(fā)生開裂都是從細(xì)微的裂縫開始，若開裂后不及時(shí)處置，將引發(fā)更嚴(yán)重的橋梁病害，支座開裂后影響主要如下。

1.極限抗壓、抗剪能力、力學(xué)性能將下降，在動(dòng)荷載作用下，將加速擴(kuò)大開裂。當(dāng)支座形成多條裂縫后，將減弱荷載傳遞及減震功能，進(jìn)而引起更多的橋梁病害；

2.空氣夾帶水分進(jìn)入支座內(nèi)部，會(huì)引起支座內(nèi)鋼板銹蝕及銹脹，進(jìn)一步擴(kuò)大支座開裂。

3.同一片梁同一端下面的支座，或者兩片相鄰的梁同一端下面的支座，如其中一個(gè)開裂，則相鄰兩個(gè)支座的彈性模量將因支座開裂而不一致。在荷載作用下，支座壓縮變形將不一致，進(jìn)而使得相鄰梁體的位移不一致。聯(lián)系梁體的橫隔板、濕接縫、整體化層會(huì)因相鄰梁體位移不一致，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致構(gòu)件開裂。

（二）支座開裂的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于板式橡膠支座開裂的評(píng)定，根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21—2011）中的定性描述和定量描述，可按開裂的嚴(yán)重程度分類。

板式橡膠支座屬于可更換部件，因材料老化等原因?qū)е缕涫褂脡勖然炷?、鋼材等材料的使用壽命短。目前的公路橋梁，幾乎沒有考慮設(shè)置養(yǎng)護(hù)維修的工作通道，養(yǎng)護(hù)人員難以接近支座，橡膠支座部分病害的維修較為困難。當(dāng)支座出現(xiàn)病害且病害情況影響到支座的使用功效時(shí)，最有效的處置方式是及時(shí)更換支座。

（三）板式橡膠支座開裂的原因分析

1.支座的質(zhì)量問題

支座本身質(zhì)量不合格，如廠家使用再生橡膠生產(chǎn)支座；膠料中有夾雜、微孔含量低；膠層厚度不均勻，保護(hù)膠層的厚度達(dá)不到要求等都會(huì)導(dǎo)致支座質(zhì)量不合格。此外，支座在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中受到污染、損傷，也會(huì)影響其使用質(zhì)量。

2.支座安裝施工中的問題

（1）支座墊石高度不符合設(shè)計(jì)要求，支座墊石和梁底支承面之間偏差過大，導(dǎo)致支座脫空受力不均而開裂。

（2）支座墊石表面、梁底支承面不平坦，造成支座偏壓。

（3）支座裝置的位置誤差過大，導(dǎo)致支座開裂。

（4）四氟滑板橡膠支座，安裝時(shí)支座各部位沒有清理干凈，四氟滑板與不銹鋼板接觸面間進(jìn)入泥沙，不銹鋼板表面保護(hù)膜未清除，四氟滑板上未注入硅脂油或用潤(rùn)滑油代替硅脂油；四氟板支座安裝顛倒，將不銹鋼板設(shè)置在墊石上。

3.其他原因

支座在使用過程中發(fā)生偏位、偏壓未及時(shí)復(fù)位，導(dǎo)致支座受力不均勻發(fā)生變形。

三、板式橡膠支座開裂的維修處置措施

（一）開裂支座修補(bǔ)的嘗試及探討

支座開裂更換需要同步頂升施工，存在措施復(fù)雜、頂升費(fèi)用高等問題，筆者嘗試使用注膠修補(bǔ)的方式封閉支座裂縫。注膠修補(bǔ)后，取出幾塊修補(bǔ)后的支座，送到具有資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行兩組力學(xué)試驗(yàn)。

力學(xué)試驗(yàn)考慮到極限的抗壓、抗剪及老化后的支座力學(xué)性能，主要涉及：抗壓彈性模量、極限抗壓強(qiáng)度、抗剪彈性模量、老化后抗剪彈性模量。

試驗(yàn)結(jié)果表明，注膠修補(bǔ)后的開裂支座，在彈性模量、抗壓彈性模量、老化性能等方面經(jīng)試驗(yàn)都不能滿足規(guī)范要求。后續(xù)觀察中發(fā)現(xiàn)，修補(bǔ)過的開裂支座，部分在使用一定年限后再次出現(xiàn)了開裂。因此，在修補(bǔ)膠技術(shù)不成熟的前提下，開裂支座修補(bǔ)方式不可行。

（二）開裂支座更換

對(duì)于支座開裂，能徹底地處理的方式是支座更換。

1.更換開裂支座注意事項(xiàng)

（1）梁體同步整體頂升注意事項(xiàng)

更換支座時(shí)，如上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制梁，預(yù)制梁之間的橫隔板、濕接縫，以及預(yù)制梁上面的整體化層等構(gòu)件存在連接關(guān)系，為避免上述構(gòu)件在連接處開裂，需要對(duì)實(shí)施支座更換的橋墩上的預(yù)制梁進(jìn)行同步整體頂升，為減少同步頂升后在橋面上路面的突起，避免引起交通事故，整體頂升不得超過6mm，頂升達(dá)到支座能取出便可停止。

梁體頂升施工應(yīng)嚴(yán)格按頂升力與位移雙控進(jìn)行，位移控制為主頂升力控制為輔；頂升應(yīng)分級(jí)同步頂升，每級(jí)按2mm的頂升高度控制，切忌速度過快，造成結(jié)構(gòu)物受損。

（2）新舊支座的彈性模量不一致的問題

舊支座常年承受荷載的疲勞作用，加之橡膠材料的老化，會(huì)造成新舊支座之間有不同的彈性模量。即使是同一規(guī)格的支座，新舊支座會(huì)因上述條件不一致存在不同彈性模量。

彈性模量不一致的支座配套使用，在車輛荷載作用下，會(huì)出現(xiàn)支座壓縮變形不一致，從而導(dǎo)致相鄰梁體的位移不一致。

對(duì)于消除新舊支座不同彈性模量的問題，筆者建議在養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)充盈的情況下，考慮對(duì)同一個(gè)蓋梁上同一側(cè)共同工作的支座全部更換為新支座。

2.新支座檢查管理

（1）安排專用倉(cāng)庫(kù)存放新支座，倉(cāng)庫(kù)采用建設(shè)、施工、監(jiān)理等三方代表“三把鎖”的管理方式，新支座進(jìn)倉(cāng)及領(lǐng)用均須三方在場(chǎng)，同時(shí)形成紙質(zhì)臺(tái)賬記錄。

（2）監(jiān)控支座出廠的運(yùn)輸路徑，通過安裝GPS對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行定位，監(jiān)控車輛行駛軌跡，確保支座由廠家直送至專用倉(cāng)庫(kù)。

（3）嚴(yán)格按規(guī)范，對(duì)每種規(guī)格的支座抽樣送檢，檢測(cè)合格后方可投入使用。

（4）安裝新支座前，復(fù)核支座上貼的商標(biāo)、標(biāo)簽說明等廠家是否和進(jìn)貨廠家和設(shè)計(jì)圖紙一致。

3.更換支座施工要點(diǎn)

（1）在支座就位后，檢查支座的平面安放位置和相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。

（2）在頂升系統(tǒng)保持恒定壓力及臨時(shí)支撐的穩(wěn)定性滿足要求后，用鋼釬將支座撬活動(dòng)后拆除舊支座。

（3）舊支座拆除后，將擬安裝新支座位置清理干凈、吹干、找平后，將新支座安放就位；如支座脫空，則先支墊鋼板調(diào)平支座底面，然后放入新支座。

四、結(jié)語

支座開裂最有效的處置方式是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)更換支座，保證支座系統(tǒng)的正常工作。同時(shí)在日常養(yǎng)護(hù)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)支座系統(tǒng)的檢查，對(duì)出現(xiàn)開裂病害前期的偏位、局部脫空等早期病害應(yīng)及早處置，也應(yīng)保持支座的清潔、位置不偏移均勻受力。