橋梁橡膠支座的病害與處理技術(shù)研究
2015-06-30
一、橋梁橡膠支座作用分析
橋梁橡膠支座的構(gòu)成，不僅與橋梁的結(jié)構(gòu)使用安全有著密切的關(guān)系，并且直接影響著橋梁的使用壽命。橋梁橡膠支座的功能主要包括以下幾個(gè)方面：
1.橋梁橡膠支座可以幫助橋梁整體更好的適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)，能緩沖橋梁因?yàn)榄h(huán)境溫度、濕度等原因影響而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的脹縮和變形。
2.橋梁橡膠支座能夠適應(yīng)因?yàn)轱L(fēng)力或者地震等不可抗拒的因素導(dǎo)致的的橋梁結(jié)構(gòu)的位移現(xiàn)象，防止橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。
3.橋梁橡膠支座，可以將橋梁上部結(jié)構(gòu)的自身恒載，以及活荷載及時(shí)地傳遞給橋梁下部結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮連接傳力的能力。同時(shí)，橋梁橡膠支座能夠保證橋梁上部結(jié)構(gòu)可以完成水平位移或者是轉(zhuǎn)角等自有變形的活動(dòng)。
二、橋梁橡膠支座的分類與常見病害
目前，在大部分的橋梁工程中，橡膠支座使用主要有兩種形式：盆式橡膠支座、板式橡膠支座。因此，以下主要介紹板式橡膠支座和盆式橡膠支座的特點(diǎn)和他們經(jīng)常出現(xiàn)的病害。
1.盆式橡膠支座特點(diǎn)與病害分析
1.1盆式橡膠支座的構(gòu)成部分主要有氯丁橡膠塊、聚四氟乙烯板、鋼盆環(huán)、不銹鋼滑板、密封圈以及上下支座滑板等。盆式橡膠支座根據(jù)結(jié)構(gòu)課劃分為固定支座，單向活動(dòng)支座和多向活動(dòng)支座等形式。盆式橡膠支座的工作原理，是通過利用鋼盆中的橡膠板發(fā)揮承接荷載以及轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，從而達(dá)到橋梁水平位移的要求。依靠盆式橡膠支座明顯的優(yōu)勢(shì)，使得橋梁支座在橋梁工程中使用非常十分廣泛。
1.2盆式橡膠支座的主要病害：
?。?）盆式橡膠支座的支座位移的超限。位移的超限主要是支座本身質(zhì)量較差導(dǎo)致的結(jié)果。即指盆式橡膠支座的聚四氟乙烯板產(chǎn)生側(cè)向滑移，移出了不銹鋼板面的范圍內(nèi)，導(dǎo)致盆式橡膠支座位移超限。
?。?）盆式橡膠支座的鋼盆銹蝕。這種病害的主要為鋼盆的外表保護(hù)涂層地脫落，導(dǎo)致鋼盆因?yàn)槿鄙俦Ｗo(hù)而發(fā)生銹蝕的現(xiàn)象。
?。?）聚四氟乙烯板的磨損嚴(yán)重。盆式橡膠支座的重要組成部分，不銹鋼滑板和聚四氟乙烯板之間的滑動(dòng)磨損，磨損嚴(yán)重會(huì)給盆式橡膠支座的使用壽命造成直接的影響。通常是按照聚四氟乙烯板的外露高度來判斷它的磨損情況，從而應(yīng)用更換支座或者是維修等處理方式。
?。?）鋼件的裂紋、變形和脫焊等病害。集中在下支座板的盆式橡膠支座鋼件，表面出現(xiàn)裂紋為鋼件的主要裂紋。鋼件的變形主要是因?yàn)榕枋较鹉z支座盆底鋼板支座反力的作用，導(dǎo)致表面翹起。鋼件的脫焊主要是盆式橡膠支座鋼板與盆底之間焊縫脫落的情況，因?yàn)殇撆璀h(huán)與盆式橡膠支座盆底之間的焊縫有承接剪應(yīng)力的作用，導(dǎo)致盆式橡膠支座發(fā)生脫焊病害，嚴(yán)重影響著橋梁結(jié)構(gòu)的使用安全。
2.板式橡膠支座病害分析
板式橡膠支座是由多層橡膠片和剛性的加勁物(主要包括薄鋼板或者是鋼筋、鋼絲網(wǎng))構(gòu)成，同時(shí)橡膠與加勁物之間為了可以連接的更加牢固，通常運(yùn)用涂膠、加壓硫化的處理方法。一般情況下板式橡膠支座沒有能夠抵擋側(cè)向位移，所以為了防止因?yàn)闄M向力或者是橋梁斜交二導(dǎo)致的側(cè)向位移，—通常需要進(jìn)行橫向限位處理板式橡膠支座與支撐結(jié)構(gòu)物。板式橡膠支座的病害主要包括以下幾方面：
?。?）板式橡膠支座的剪切變形和壓縮變形太大。導(dǎo)致板式橡膠支座壓縮或者是剪切變形太大的主要因素有支座的安裝質(zhì)量、支座的本身質(zhì)量和橋梁的設(shè)計(jì)施工。如果板式橡膠支座本身質(zhì)量就存在問題，抗壓彈性模量或者是抗剪彈性模量指標(biāo)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致板式橡膠支座的豎向變形太大，給橋梁結(jié)構(gòu)帶來安全的威脅。另外如果個(gè)別橡膠支座有脫空等病害的出現(xiàn)，則有可能導(dǎo)致其他支座受力太刀造成變形。橋梁結(jié)構(gòu)安裝環(huán)境太高或太低，造成混凝土脹縮和徐變，再或者是設(shè)計(jì)橋梁縱坡太大，都可能給板式橡膠支座的變形過大造成印象。
（2）支座脫空。板式橡膠支座與橋梁的上部結(jié)構(gòu)的底面或者是支座與下部的墊石之間出現(xiàn)縫隙是支座脫空的具體表現(xiàn)。造成脫空的因素很多，支座墊石標(biāo)準(zhǔn)高度控制不準(zhǔn)確，墊石強(qiáng)度太低造成受壓破碎和梁體伸縮太大都有可能導(dǎo)致板式橡膠支座脫空的出現(xiàn)。
?。?）橡膠支座內(nèi)部加勁物外漏。板式橡膠制作內(nèi)部的鋼板或者鋼筋網(wǎng)等加勁物外露是這種病害的具體表現(xiàn)。導(dǎo)致這種病害發(fā)生的主要因素是因?yàn)殇摪寤蜾摻z網(wǎng)等加勁物位置不對(duì)，導(dǎo)致外側(cè)的保護(hù)層厚度過薄，當(dāng)橡膠支座發(fā)生裂縫或是嚴(yán)重老化后，就會(huì)導(dǎo)致鋼板外露的現(xiàn)象。
?。?）支座表面開裂。板式橡膠支座的表面出現(xiàn)水平裂縫或者是網(wǎng)狀裂紋這種病害的表現(xiàn)，當(dāng)板式橡膠支座的裂縫寬度大于0.2cm時(shí)，即為嚴(yán)重裂縫，一定要進(jìn)行處理。導(dǎo)致板式橡膠支座表面開裂主要因素是因?yàn)橄鹉z支座質(zhì)量不好或者是養(yǎng)護(hù)措施不對(duì)，造成橡膠支座老化喪失作用。
三、橋梁支座的病害處治
橋梁支座在橋梁結(jié)構(gòu)安全中起到關(guān)鍵的作用，所以一定要重視橋梁支座病害問題的解決。因?yàn)闃蛄褐ё牟『υ虻亩鄻有?，因此?yīng)該根據(jù)病害支座的實(shí)際情況，有針對(duì)性的提出處治方法。
1.橡膠支座位移超限的處理
目前，處理橡膠支座的位移超限通常是運(yùn)用將橡膠支座的錨栓鏟除后，重新埋設(shè)的方法進(jìn)行解決。但是為了確保支座位移超限的處理效果，應(yīng)該更加深入的采取細(xì)化處理措施。首先要確保橡膠支座沒有失效變形的現(xiàn)象的出現(xiàn)，并且支座的傾斜角度也要合理。然后再將橋面應(yīng)力放散后，并根據(jù)溫度的變化范圍計(jì)算出支座的準(zhǔn)確位置。最后，將錨栓鏟除后再次把支座固定，而且在支座活動(dòng)面中加入合適的鈣基脂，為了進(jìn)一步的增支座的靈活性。
2.支座脫空的處理
對(duì)于由于支座底部砂漿墊塊開裂造成的橡膠支座底部脫空，可以采取通過利用環(huán)氧樹脂砂漿填充的方式進(jìn)行處理。其他情況的橡膠支座脫空的病害，可以先將板式橡膠支座取出，在清理完墩臺(tái)以及橋梁上部結(jié)構(gòu)底面后，根據(jù)橡膠支座的脫空高度，往其中墊置相同厚度的鋼板，保證墊入的鋼板與支座完全受力無間隙后即可。
3.橋梁橡膠支座的更換
對(duì)于支座變形過大、表面開裂以及盆式橡膠支座鋼板銹蝕等其他由于支座本身質(zhì)量所造成的病害，一般需要更換橡膠支座進(jìn)行處理。更換橋梁橡膠支座主要采取頂升的方法進(jìn)行處理。頂升處理實(shí)施方案主要有以下幾種：
（1）超薄液壓千斤頂法。這種方式主要是利用超薄液壓千斤頂安置在主梁與墩體之間，直接對(duì)梁體進(jìn)行頂升，需要注意的是嚴(yán)格控制頂升速度，確保橋梁梁體的受力均勻以及同步提升。
?。?）鞍形支架。這種處理方式主要是通過利用橋墩作為支撐，并在蓋梁上搭設(shè)鞍形支架的方式設(shè)置千斤頂，頂升梁體。
?。?）滿布式支架。這種方式主要是通過在橋梁的墩臺(tái)兩側(cè)重新設(shè)置頂升基礎(chǔ)的方式，在橋梁兩端同步頂升，待梁體抬至一定高度后，更換橡膠支座進(jìn)行必要的處理。
?。?）抱柱支架法。利用抱柱支架進(jìn)行橡膠支座的處理，主要是通過在橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)頂面設(shè)置斜支架的方式，并在支架頂面設(shè)置大噸位的千斤頂，頂升后進(jìn)行橡膠支座的更換處理。
4.做好橋梁橡膠支座的維護(hù)保養(yǎng)
為了確保橋梁橡膠支座的使用安全，必須強(qiáng)化對(duì)橋梁橡膠支座的檢查與維護(hù)保養(yǎng)工作。橋梁橡膠支座的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)該嚴(yán)格按照《橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，堅(jiān)持按月度檢查支座情況，按季度開展清掃，確保橡膠支座的完整清潔，避免橋梁橡膠支座受到油污、積雪以及積水造成橡膠支座的老化。在養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)過程中，應(yīng)該具有重點(diǎn)針對(duì)性，對(duì)于橡膠支座滑板與不銹鋼接觸面，應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充添加硅脂油，確保接觸面能夠滿足變形要求。對(duì)于丟失或者是病害嚴(yán)重的橋梁橡膠支座，則應(yīng)該技術(shù)補(bǔ)充更換，確保橋梁結(jié)構(gòu)一直處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。
四、結(jié)語
因?yàn)闃蛄合鹉z支座病害關(guān)系到設(shè)計(jì)方案、施工技術(shù)、生產(chǎn)工藝、原材料以及后期維修保養(yǎng)等環(huán)節(jié)，為了防止橋梁橡膠支座病害現(xiàn)象的出現(xiàn)，首先在選擇支座材料時(shí)一定要確保質(zhì)量，各項(xiàng)力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)符合要求，而且橡膠支座設(shè)計(jì)方案要優(yōu)化，嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范與設(shè)計(jì)要求施工安裝，同時(shí)也要注意做好必要的檢側(cè)維護(hù)工作，對(duì)于已經(jīng)有病害問題的橋梁支座，在解決上一定要針對(duì)橡膠支座的具體病害表現(xiàn)分析其病害因素，而且采取處理措施要有針對(duì)性，確保橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的安全和穩(wěn)定。
