公路桥梁板式橡胶支座施工中的典型病害分析与防治研究吕学益

公路桥梁板式橡胶支座施工中的典型病害分析与防治研究吕学益

柳州东方工程橡胶制品有限公司广西省柳州市545025

摘要:随着我国基础设施建设的快速发展,公路桥梁工程建设的不断完善,公路桥梁作为现代化运输的咽喉,对促进经济发展的作用越来越明显、突出。桥梁支座是设置在桥梁上部结构与墩台之间结构最小,刚度最柔,且承受着梁体结构的重力、活载、徐变、水平位移及梁端的转动等,是连接上下部结构的重要部件,广泛应用于路桥建设中。桥梁支座在施工、养护以及长期的运营过程中,非常容易产生各种病害问题,影响公路桥梁的使用安全,必须及时进行有效的治理,避免安全事故的发生。本文针对路桥板式橡胶支座施工典型病害进行分析,为施工及管养相关人员提供一些参考性的处治方法。

关键词:公路桥梁工程;板式橡胶支座;病害;防治

一、板式橡胶支座产品特点

该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,且能将上部构造的压力(反力)可靠地传递给墩台,有良好的弹性以适应梁端的转动,同时又有较大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平位移。

二、板式橡胶支座的典型病害

1、支座脱空现象

支座与梁的上部构造的底面或者是支座与下部垫石、垫板之间出现缝隙或整体脱离。造成脱空的因素很多:

1.1支座安装时垫石标高不控制一致,造成同一墩支座标高差异,个别支座脱空;

1.2安装支座的垫石制作强度太低(根据JT/T4-2004支座垫石的混凝土强度等级不应低于C30),当上部结构受力时造成受压变形或破碎;

1.3梁体结构由于制动力、温度、混凝土的收缩徐变太大也有可能导致支座脱空的出现;

1.4设计的支座转动能力不足,桥梁在恒、活载作用下发生转角,转动能力不足造成支座整体转动。

(由于脱空中间钢板翘起导致支座功能失效。由于支座脱空现象的存在,致使各梁间的荷载分配关系发生了改变,梁体偏离了设计的受力状态,极易诱发桥梁的其他病害。)

图2支座局部脱空

2、局部承压或偏载

2.1施工时支座安装不规范,造成支座局部承压或偏载,缩短了使用寿命。

①施工方法和顺序错误,直接导致支座局部承压或偏载。

②按设计要求梁板吊装就位后,梁板的侧面之间应有1-2cm间隙,因为胀模等原因造成梁板局部宽度尺寸超标,梁板侧面与相邻梁板接触形成支点,由于支点的支撑,梁板无法落实,导致梁板一角悬空或四角受力不均。

③同一片梁两端支承垫石及同一桥墩、台上支承垫石应处于同一设计标高平面内,其相对高差不应超过±1.5mm,同一支承垫石高差应小于0.5mm,误差超标也会引起支座的局部承压或偏载;(吊装时发现梁板支座有少许脱空,可以用支垫压花钢板等方法处理,一定要确保梁板落实,支座与梁板贴合紧密。)

2.2上钢板没有锚固,支座周围没有清理杂物,支座处积水引起早期腐蚀。支座所处的自然环境相对恶劣,桥面铺装破损后及伸缩装置损坏后,由于桥面排水不畅,引起桥面雨水或污水渗透至支座,腐蚀支座上下钢板构件,钢板出现防锈漆脱落、锈蚀、分层现象。

图3支座局部承压或偏载

3、支座外部层损坏

3.1保护层老化、四氟滑板破损

支座施工安装时四氟板和不锈钢板表面没有清洁,不锈钢板沾有水泥渣。四氟板橡胶支座安装前没有按要求注入硅脂润滑油。四氟板在短时间内开裂、脱落,说明四氟板粘接、压合不牢固。

3.2剪切变形、开裂

①钢板方向放置错误,钢板燕尾槽应横桥向设置,如果钢板燕尾槽顺桥向设置,不锈钢板在剪力作用下很容易沿槽滑出钢板。②梁板吊装就位时侧面产生支点,梁板落点不准,用撬杠横向移动梁板,导致支座横向剪切变形。③梁端部一个支座脱空时,容易导致另一个支座偏心受压,发生剪切变形。

4、支座内部损坏

4.1内部橡胶层老化

板式橡胶支座其材料在老化后将丧失部分弹性和变形协调能力。而运营后,由于车道划分,可能存在车辆对某些梁板单侧动荷载加大的情况,造成支座的压缩变形不均匀,严重的导致梁板三点支承,长时间的剪切变形也会导致橡胶层老化。

4.2支座钢板锈蚀

造成支座钢板锈蚀的原因是多方面的,其中铸件等材料质量管理不够,质量较差;支座钢板的油漆、防腐防锈处理不可靠;防水、排水装置的缺陷,向支座漏、溢水等都是导致支座锈蚀的重要因素。

5、支座垫石问题

由于垫石设计尺寸偏小,混凝土强度不足,局部承压钢筋配置较少,施工时部分支座与垫石对位不准确,致使垫石局部承压过大,出现剥落、破损、破碎、开裂等病害。

在安装橡胶支座时橡胶支座垫石、梁底面不平整或垫石顶面不是水平面,砂浆填充不密实,垫石内预埋钢板不稳固,与橡胶支座连接不牢。垫块破损说明垫块混凝土强度不足或垫块表面不平整,在支座剪力的作用下导致垫块破损。

三、处治方法

1、防治措施

1.1支座脱空或偏载:

1.1.1施工安装时注意墩台、梁底是否平行,避免出现偏压、脱空、初始剪切等现象。

1.1.2支座出现脱空或不均匀压缩变形时应进行维修。如整体脱空,可采用厚度适当的板式橡胶支座更换或在脱空处垫入钢板;如局部脱空,根据脱空情况制作楔形钢板,桥梁上部顶升后垫入钢板。

1.1.3支座发生过大剪切变形、钢板外露、橡胶开裂、老化或滑板支座无法活动时应及时更换。

1.1.4吊装梁体时,随时对梁下支座的位置、受力情况进行检查,对于脱空支座,必须进行加垫。对于错位的支座必须将梁重新吊或顶起,重新安放支座,不得用撬棍移动梁板或支座。

1.2支座损坏

1.2.1安装前请注意检查支座外观表面,如发现支座外观有磕碰、损伤等现象,请不要进行安装。

1.2.2检查支座表面、支座上下钢板、梁底预埋钢板及垫石表面是否存在沙石、金属等异物,如存在请先清理干净再安装;

1.2.3如带四氟滑板的支座安装,安装前四氟滑板表面必须加硅脂,安装时滑动面朝上,与不锈钢板紧密接触。

1.2.4支座安装完毕应立即安装防尘罩,避免曝晒、雨淋、雪浸,严禁与酸、碱、油类、有机溶剂等相接触,防止橡胶快速老化及避免钢板的锈蚀。

1.3支座垫石:

1.3.1、支撑垫石的平面尺寸大小应能承受上部构造荷载为宜,一般情况下垫石长度和宽度应比支座相应尺寸大50mm左右,垫石高度为h≥100mm,以保证梁底到墩台顶面由足够的空间高度,用来安放千斤顶,供支座调换使用。

1.3.2、垫石内应按桥梁设计布置有钢筋网,且钢筋网要与墩台内的钢筋网相连接。浇筑垫石的混凝土标号应不低于C30号或不低于设计标号。

2.1.3、垫石混凝土顶面预先用水平尺校准,四角高差不大于0.5MM,力求垫石表面平整而不光滑、清洁、干爽、无浮沙;

1.3.4、垫石的砌好后,应用水平尺测量其水平度,支座垫石顶面标高要求准确一致。尤其是一片梁安装两个或两个以上支座时,各支承垫石顶应处于同一平面内,以免发生偏压、初始剪切和不均匀受力现象。

2、加强养护管理

(1)及时消除桥面病害,控制桥面病害向支座传导。

(2)对支座进行定期养护、保洁、除锈、防尘。

(3)及时对完全脱空和局部支座加垫钢板进行调平,保证梁体正常受力。

(4)对剪切变形或开裂的支座加强经常检查和日常养护,如出现病害超限的情况,应及时采取相应措施进行处理。

(5)修补支座垫石破损处,及时更换病害支座。

参考文献:

[1]夏娟,奚勇,刘洪涛.桥梁支座典型病害分析及对策[J].华东公路.2008(03)

[2]陈涛.公路板式橡胶支座早期破坏的分析及对策[J].山西建筑.2009(20)

[3]GB20688.4-2007橡胶支座第4部分:普通橡胶支座[S],2007.

[4]JT/T4-2004公路桥梁板式橡胶支座[S],2004.

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