橋梁橡膠支座的常見(jiàn)病害及其治理方法探析

摘 要：支座是橋梁機(jī)構(gòu)中的重要組成部分，它影響到橋體的安全性和耐久性。橡膠支座由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本經(jīng)濟(jì)、性能可靠、易于施工養(yǎng)護(hù)等明顯優(yōu)勢(shì)而逐漸成為目前橋梁結(jié)構(gòu)中普遍采用的主要支座形式，在橋梁抗大變形量及減震方面發(fā)揮了非常重要的作用。但隨著目前廣泛應(yīng)用中橡膠支座技術(shù)也在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中暴露出不少質(zhì)量問(wèn)題。本文針對(duì)橡膠支座中常見(jiàn)的幾種質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的處置對(duì)策。

關(guān)鍵詞：處理對(duì)策；橡膠支座；橋梁工程

1 前言

隨著城市的發(fā)展及各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，公路橋梁竣工投入運(yùn)營(yíng)后，就會(huì)逐步暴露出一些質(zhì)量缺陷，特別是作為橋梁工程中常見(jiàn)早期病害的支座問(wèn)題，也逐漸受到大家的重視。

2 橋梁工程中橡膠支座的應(yīng)用

支座作為橋梁結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，實(shí)現(xiàn)將上部構(gòu)造荷載向墩臺(tái)的可靠傳遞，并承擔(dān)由于荷載而引起的結(jié)構(gòu)形變，對(duì)地震、風(fēng)力等外力引起的結(jié)構(gòu)平移與溫濕度差異引起的結(jié)構(gòu)變化等實(shí)施阻抗與適應(yīng)，以橋體受到各種不利影響的破壞作用得到明顯減小。目前常用的支座種類較多，有混凝土支座、聚四氟乙烯支座、鋼支座、橡膠支座等，橡膠支座由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本經(jīng)濟(jì)、性能可靠、易于施工養(yǎng)護(hù)等明顯優(yōu)勢(shì)已日益成為廣泛采用的支座形式，被應(yīng)用于各種橋梁工程結(jié)構(gòu)建設(shè)中。近幾年來(lái)，橡膠支座的施工技術(shù)比較成熟，使橋梁的結(jié)構(gòu)安全性在減震與抗大變形量等方面得到明顯提高。但是，橡膠支座中尤其是普遍應(yīng)用的板式橡膠支座在應(yīng)用過(guò)程中還或多或少地存在質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)該引起建設(shè)者提高必要的重視。

3 橋梁橡膠支座應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題及其處置對(duì)策

3.1 支座脫空

當(dāng)前橋梁工程應(yīng)用的橡膠支座中最普遍也最嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題是支座脫空問(wèn)題，通常可以分為完全脫空、局部脫空以及支座被壓碎而導(dǎo)致的脫空三類，也就是支座與梁底間存在一定角度或縫隙，使其局部處于受壓或完全不受壓狀態(tài)。這類問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是由于安裝過(guò)程中支座梁底或支承墊石不夠平整，對(duì)兩端墊石面的標(biāo)高沒(méi)有采取適當(dāng)控制措施，使墊石強(qiáng)度不足，而造成其在受壓后出現(xiàn)損壞而導(dǎo)致脫空狀況出現(xiàn)。安裝支座過(guò)程中如果氣溫過(guò)高或過(guò)低，也會(huì)加大后期梁體的伸縮量，從而引起支座的縱向側(cè)面發(fā)生不能恢復(fù)的半脫空。另外，由于軟基引起的墩臺(tái)沉降也會(huì)導(dǎo)致發(fā)生脫空。

一個(gè)支座發(fā)生脫空就會(huì)增加其他支座的受力，從而造成其上部機(jī)構(gòu)的受力不夠均勻，但多個(gè)支座的部分或全部發(fā)生脫空就會(huì)造成橋體機(jī)構(gòu)的抗震、抗剪力大幅度降低，使其壽命明顯縮短。所以，要合理調(diào)整發(fā)生局部脫空的支座，同事對(duì)脫空三分之一以上的支座通過(guò)運(yùn)用鋼板等一些材料進(jìn)行墊實(shí)找平。

3.2 支座異常變形

橡膠支座不同于剛性支座，能通過(guò)剪切形變對(duì)水平荷載進(jìn)行適應(yīng)，通過(guò)壓縮形變對(duì)豎向荷載進(jìn)行適應(yīng)，同時(shí)還可以通過(guò)不均勻壓縮方式對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)發(fā)生的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行適應(yīng)。支座的形態(tài)的適當(dāng)變化在正常狀態(tài)下能夠有利于承受來(lái)自各方面的應(yīng)力作用，以使橋梁穩(wěn)定性得到有效提高。但支座發(fā)生裂縫甚至損壞的情況多數(shù)是由于形變過(guò)大等現(xiàn)象造成的，由于支座本身質(zhì)量的問(wèn)題或者安裝施工采取的措施不當(dāng)?shù)纫蛩貢?huì)導(dǎo)致出現(xiàn)變形異常情況。支座抗壓或抗剪的彈模如果不滿足質(zhì)量要求，如保護(hù)層厚度不夠，內(nèi)部鋼板存在偏心現(xiàn)象，以及在生產(chǎn)實(shí)踐中，因降低成本而采用再生膠或劣質(zhì)鋼板等材料，都能導(dǎo)致支座發(fā)生嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。其中，影響支座在不同級(jí)別荷載下的豎向變形因素是抗壓彈性的模量，由于豎向變形會(huì)造成各種結(jié)構(gòu)具有不同適應(yīng)性，豎向變形過(guò)大就可能會(huì)使連續(xù)梁等上部結(jié)構(gòu)發(fā)生附加內(nèi)力作用的不利影響，有時(shí)將下部結(jié)構(gòu)的豎向位移進(jìn)行疊加后，位移總和就會(huì)超出設(shè)計(jì)的控制范圍，造成橋梁結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重?fù)p壞。

變形異常在施工中通常是因混凝土脹縮、安裝環(huán)境溫度、以及車(chē)輛制動(dòng)力發(fā)生變化而是初始剪切產(chǎn)生形變而出現(xiàn)的，橋梁結(jié)構(gòu)的同一支座完全脫空就會(huì)對(duì)個(gè)別支座造成過(guò)大受力而導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)大變形，支座變形異常還可能是由于橋梁縱坡設(shè)計(jì)過(guò)大而造成縱向剪切出現(xiàn)過(guò)大變形等造成的。長(zhǎng)期剪切變形就會(huì)使橡膠老化情況加速，使支座使用壽命受到嚴(yán)重影響，所以，一定要嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，保證支座采用的材料質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，并在施工安裝過(guò)程中注意落梁平穩(wěn)、各支座相鄰左右避免出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，并使其均勻受力，盡可能保證初始形變達(dá)到工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。若發(fā)生支座形變過(guò)大情況就要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)更換，以保證橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

3.3 支座開(kāi)裂

支座橡膠開(kāi)裂大多是斜裂縫，同時(shí)出現(xiàn)水平裂縫，裂縫通常較短且較嚴(yán)密，能對(duì)支座的支承造成直接影響。支座發(fā)生開(kāi)裂的主要原因是由于施工過(guò)程中支座沒(méi)有均勻受力，橋梁竣工通車(chē)后長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)重超載致使實(shí)際荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，墩臺(tái)頂因混凝土或砂土等雜物的殘留而使支座正常變形受到一定限制，另外，支座自身質(zhì)量也經(jīng)常會(huì)造成開(kāi)裂情況的發(fā)生。所以不僅要采取優(yōu)選部件、對(duì)施工工藝合理控制使支座均勻手里，減少環(huán)境溫差變化造成的不利影響等一些措施外，還要提高對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)的管護(hù)水平。在橋梁應(yīng)用中發(fā)生開(kāi)裂的支座，要及時(shí)進(jìn)行更換，以避免對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞。

3.4 其他問(wèn)題的處置措施

除上述幾種常見(jiàn)問(wèn)題外，橋梁橡膠支座還會(huì)發(fā)生移位、銹蝕、墊石損壞以及堆積雜物等一些問(wèn)題，在處置過(guò)程中也要認(rèn)真分析成因，并結(jié)合實(shí)際采取合理措施進(jìn)行有針對(duì)性的處置。如支座偏位就是通常由于支座或墊石在施工建設(shè)過(guò)程中放樣不嚴(yán)格，就要在支座安裝過(guò)程中進(jìn)行必要的校準(zhǔn)；如墊石位置發(fā)生一些偏差，就要應(yīng)用環(huán)氧砂漿調(diào)整；如存在較大偏差，就要對(duì)墊石進(jìn)行重新澆筑。橡膠支座在設(shè)計(jì)上要認(rèn)真考慮其使用壽命，確保梁體縱橫向滿足變形要求，使附加內(nèi)力盡可能減小。

在支座承載上，如支座反力大于200千牛頓時(shí)就要選用盆式支座，保證支座受力范圍合理。而在具有較長(zhǎng)聯(lián)長(zhǎng)、較大縱坡的橋梁結(jié)構(gòu)中，要選用四氟板式橡膠支座，并在橋梁上坡一側(cè)聯(lián)端布設(shè)滑板支座，同時(shí)盡可能確保水平設(shè)置，以免梁體結(jié)構(gòu)向下坡端發(fā)生位移而對(duì)伸縮縫造成不利影響。另外，還要遵循養(yǎng)護(hù)規(guī)范對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)定期嚴(yán)格檢查，結(jié)合日常管護(hù)工作及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，對(duì)出現(xiàn)安全隱患的橋梁支座要及時(shí)進(jìn)行處置，提高對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的管理水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，支座作為橋梁結(jié)構(gòu)中的重要部件，對(duì)于提高橋梁穩(wěn)定性與安全性具有重要作用，建設(shè)者要對(duì)橋梁工程設(shè)計(jì)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)歸納，通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制手段保證支座工作狀態(tài)良好，以提高橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

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