对广西桥梁橡胶支座目前存在问题的思考

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2010年第12期串围高新技术企业NO．12．2O1O(总第147期)ChinaHi-TechEnterprises(CumulativetyNO．147)对广西桥梁橡胶支座目前存在问题的思考陈文桢，陈文财(1．广西桂通公路工程监理咨询有限责任公司，广西南宁530021；2．中国海洋大学，山东青岛266100)摘要：桥梁支座的主要功能是将上部结构的各种荷栽传递给墩台，并能适应上部结构的荷载、温度变化、混凝土收缩等各种因素所产生的自由变形。文章介绍了橡胶支座的类型和结构特点，指出目前桥梁橡胶支座的生产和安装存在的主要问题及橡胶支座的质量检测项目与检测难点，并提出了生产和检验及使用橡胶支座的建议。关键词：桥梁支座设计；橡胶支座；检测标准；自由变形中图分类号：U443文献标识码：A文章编号：1009—2374(2010)12—0192—02桥梁支座设计在粱板式体系中主梁与墩台之间，其主要球形橡胶支座有固定支座和活动支座两种，是在盆式橡功能是将上不结构的各种荷载传递给墩台，并能适应上部结胶支座基础上经过改进发展起来的，主要优点是受力明确、承构的荷载、温度变化、混凝土收缩等各种因素所产生的自由变载力大、转动灵活、容许转角大等。主要适用于弯桥、坡桥和形(水平位移及转角)。使上下部结构的实际受力情况符合设大跨度桥梁。计计算图式。二、目前橡胶支座在生产和安装中存在的问题橡胶支座与金属刚性支座相比，具有构造简单、加工方便、节省钢材、造价低、结构高度小、安装方便等一系列优点，在隆林至百色高速公路工程中的桥梁设计基本是板式橡目前在桥梁工程中使用最为广泛的是板式橡胶支座、盆式橡胶支座，板式橡胶支座由多层均匀分布的橡胶与钢板叠合而胶支座、球形橡胶支座。尤其在公路、铁路上应用层得更广、成。其损坏损伤主要由于支座钢板边缘的剪应力引起。位于更多。应用研究中发现，桥梁上使用了橡胶支座，汽车、火车钢板边缘的胶层剪应力较大，容易造成胶层与钢板剥离，产生在行驶过程中有显著的隔震和减震效果，在刹车力作用下有空穴。支座的损伤程度较高。近2O年来在我国得以广泛应明显的抗剪切变形能力。下面介绍这三种支座构造特点。用，其质量优劣和工作应力直接影响着支座的作用、功能和桥梁结构的安全可靠度与使用寿命。根据调查发现，自产品标一、橡胶支座的类型与构造特点准(肭一93)及相应规格系列颁布以来，几乎每条高速公路(一)板式橡胶支座上的橡胶支座都有不同程度的劣化，使用寿命远远低于设计有圆形、矩形、四氟板式等几种类型，常用板式橡胶支座寿命，现在已发展到未通车的在建桥梁的板式橡胶支座安装的主要构造特点：采用几层金属板作为加劲层，由于橡胶层后就大量损坏。据了解，南宁市某一立交桥因支座出现问题，之间的金属板能阻止橡胶层侧向膨胀，从而显著提高了橡更换花了30多万元。影响质量的因素是多方面的，有施工质胶层的抗压强度和支座的抗压刚度。金属板的厚度一般为量方面的问题，也有支座生产厂家生产工艺的问题和选用原23mm，中间橡胶层厚度5～10mm，主要根据设计要求而定。料(胶料、填充剂等)质量的问题。(二)盆式橡胶支座I一)目前橡胶支座生产中存在的问题盆式橡胶支座有抗震型盆式固定橡胶支座和测力盆式橡由于橡胶支座的生产利润高，出现了一哄而上，生产厂家胶支座两种。日益增多的情况。生产厂家多了，市场竞争就越发激烈，导致盆式橡胶支座的主要构造特点：(1)将橡胶块放置在钢投标价格一路下滑。不少厂家为了占领市场而盲目降低成本，制的凹形金属盆内，由于橡胶处于侧向约束状态，大大提高了甚至采用再生胶生产，使产品质量每况愈下，令人忧虑。根据支座的承载能力；(2)利用嵌放在金属盆顶面的四氟乙烯板一检测中心的检测结果发现，当前橡胶支座存在的主要问题与不锈钢滑板相对摩擦系数小的特性，来保证支座能满足桥有：梁水平位移的要求。梁的转动也通过盆内橡胶块的不均匀压1．选用的橡胶材料和金属板材料的品种规格不规范，不缩来实现，对特大桥梁特别有利。遵守国家产品的标准规定。测力盆式橡胶支座的构造特点是，在橡胶支座的胶块内2．构造不合理，许多橡胶层厚度不均匀，金属板厚度层部设置油腔，通过油路在支座体外测读支座反力。支座反力数不规范。是通过力学计算确定的，实际工程的支座反力受众多不确定3．制作工艺不合理，橡胶层与金属板粘接力不够。因素影响很难与理论值吻合，支座反力直接影响梁体和桥墩4．一些生产厂家不了解橡胶支座的技术性能，不懂生产的受力状态，所以准确地测定支座反力对分析桥梁实际受力工艺，盲目生产。状态，保证安全使用有着重要的意义。产品质量极不稳定，不合格率呈上升趋势。若存在以上(三)球形橡胶支座问题，橡胶支座质量就难以保证了。一旦安装到实际工程上，一192一 事故隐患不可避免。桥梁橡胶支座出现质量问题的原因很多，座与使用支座之间存在较大的质量差异；(2)保密性：避免生除了橡胶支座本身质量伪劣外，就是未经检验就使用，还有施产厂家与检测单位出现通气的情况；(3)重复性：避免前期进工安装不规范(四氟滑板与钢板之间有很多水泥砂浆)，显然场支座与中、后期进场支座存在质量差异。增加了支座摩擦力，设计上存在支座安装部位构造措施不合四、对桥梁橡胶支座使用的建议理等其他问题。(二)支座安装中存在的问题当前在大量应用橡胶支座的情况下，应特别重视橡胶支支座安装质量将直接影响支座的受力状态和耐久性。支座产品质量，保证橡胶支座有20—3O年的使用寿命。为此座安装中常见的问题有：建议：1．支座垫石与梁底支承楔块的位置、尺寸、标高的施工1．橡胶支座应选用按国家颁布的产品标准和技术指标偏差过大。要求组织生产的。建议原料是采用氯丁胶，以便保证橡胶支2．支座垫石混凝土顶不水平、不平整。座有较长的使用寿命。3．支座垫石与梁底支承楔块内钢筋缺漏或保护层厚度2．橡胶支座进入施工现场后，监理部门和施工单位应严过大。格抽样检验，合格后方可使用。重视对橡胶支座成品含胶量4．个别支座的规格型号与设计要求不完全相符。及填充剂成分的检测。同时，增加抗剪粘结性能与老化后抗5．支座安装的位置与轴线位置偏差过大。剪的交叉试验来检测支座是否含有再生胶。6．支座上、下面未与梁底支承面、垫石顶面完全密贴或3．橡胶支座的检测应严格按交通部颁布的JT／T4—2004支座顶面不水平、支座顶标高的施工偏差过大，出现支座局部行业标准中的检验规则执行，检测设备及检验方法应规范，防脱空、偏压、初始剪切变形过大等现象。止误判。7．四氟乙烯滑板与不锈钢滑板划伤、表面脏污、硅脂未4．橡胶支座的设计选用和施工安装是保证橡胶支座安注满，导致活动支座不滑动。全使用的重要环节，不可忽视。支座垫石及梁底支承楔块施工前应对测量放线进行复核，确保其施工控制线的精度满足三、橡胶支座的质量检测项目与检测难点要求。确保墩台顶与垫石的轴线位置、标高、垫石尺寸、平整质量检测项目主要是支座的外观、几何尺寸、力学性能、度等方面的施工质量满足设计与规范要求；支座安装时使支解剖检验(构造是否合理、橡胶层厚度、金属板厚度等)橡胶成座轴线与垫石上的支座设计位置中心线重合。支座安装前，分等。目前检测难度最大的有3项：应先将垫石顶面清理干净，确保垫石顶面无浮砂、灰尘、油污，1．极限承载力试验，目前国内大于10000kN的试验设备然后在垫石上采用环氧树脂砂浆找平、坐浆，将支座及时安放很少，对承载力大于10000kN的支座检测有一定困难。在砂浆上，并采用水平尺检查支座的水平度，确保支座顶面水2．支座的水平力抗剪性能试验，要求伺服控制，投人大。平。支座上加设的支承钢板外观应平整，无翘曲、变形、锈蚀、3．橡胶的化学成分鉴别也有一定难度。这种检测橡胶裂缝等现象，钢板还应刷防锈漆。的选用，对橡胶支座产品质量影响很大，交通部行业标准中现定了3种橡胶：氯丁胶、天然橡胶和三元乙丙胶，其中氯丁胶参考文献最好，不易老化，使用寿命长，但价格比天然胶贵1倍。由于[1]靳进钊．公路桥梁橡胶支座的设计与安装[J]．交通目前投标采取的是低价中标政策，所以生产厂家多数选用天标准化，2006，(5)．然胶，而天然胶比氯丁胶相对容易老化。有的还掺用很多再【2】胡继德．桥梁橡胶支座安装中常见质量f*-I题的预防[J]．生胶，检测时很难判别。所以一定要坚持先检验后使用的原山西建筑，2005，(8)．则，防患于未然。【3]周明华，葛宝翔．公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应橡胶支座的主要力学性能：抗压弹性模量、抗剪弹性模用对策[J]．土木工程学报，2005，(6)．量、水平抗剪倾角tga、不锈钢板摩擦系数、极限抗压强度等是【4】庄军生．桥梁支座【M】．北京：中国铁道出版社，2000．支座进入施工现场后决定能否使用的重点检测指标。其检测【5】公路桥梁板式橡胶支座(Jr，r4—2004)【S】．规则和检测方法主要参照交通部行业标准(删一2004)执[6】公路桥梁盆式橡胶支座(JT391—1999)[s】．行，检测方法主要取决于合理的检测设备和检测人员的慨范[7】公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)[S】．人民交通操作，防止误判。出版社．隆林至百色高速公路工程中桥梁比例很大，支座需要数量多，严格控制支座的质量对整个工程质量至关重要。为了作者简介：陈文桢(1982一)，男(瑶族)，广西灵川人。广确保支座的质量，除了要检测支座的外观、几何尺寸、力学性西桂通公路工程监理咨询有限责任公司助理工程师；陈文能、解剖检验(构造是否合理、橡胶层厚度、金属板厚度等)橡财(1984一)，男(瑶族)，广西灵川人，中国海洋大学硕士研究胶成分等之外，还要考虑以下三点：(1)随机性：避免送检支生。一193—