橋梁橡膠支座的病害與處理技術研究
2015-06-30
一、橋梁橡膠支座作用分析
橋梁橡膠支座的構成，不僅與橋梁的結構使用安全有著密切的關系，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方面：
1.橋梁橡膠支座可以幫助橋梁整體更好的適應橋梁結構，能緩沖橋梁因為環(huán)境溫度、濕度等原因影響而導致其結構的脹縮和變形。
2.橋梁橡膠支座能夠適應因為風力或者地震等不可抗拒的因素導致的的橋梁結構的位移現(xiàn)象，防止橋梁結構的破壞。
3.橋梁橡膠支座，可以將橋梁上部結構的自身恒載，以及活荷載及時地傳遞給橋梁下部結構，充分發(fā)揮連接傳力的能力。同時，橋梁橡膠支座能夠保證橋梁上部結構可以完成水平位移或者是轉角等自有變形的活動。
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和他們經(jīng)常出現(xiàn)的病害。
1.盆式橡膠支座特點與病害分析
1.1盆式橡膠支座的構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)結構課劃分為固定支座，單向活動支座和多向活動支座等形式。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)揮承接荷載以及轉動的功能，從而達到橋梁水平位移的要求。依靠盆式橡膠支座明顯的優(yōu)勢，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：
（1）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量較差導致的結果。即指盆式橡膠支座的聚四氟乙烯板產(chǎn)生側向滑移，移出了不銹鋼板面的范圍內(nèi)，導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涂層地脫落，導致鋼盆因為缺少保護而發(fā)生銹蝕的現(xiàn)象。
?。?）聚四氟乙烯板的磨損嚴重。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磨損，磨損嚴重會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為盆式橡膠支座盆底鋼板支座反力的作用，導致表面翹起。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，因為鋼盆環(huán)與盆式橡膠支座盆底之間的焊縫有承接剪應力的作用，導致盆式橡膠支座發(fā)生脫焊病害，嚴重影響著橋梁結構的使用安全。
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))構成，同時橡膠與加勁物之間為了可以連接的更加牢固，通常運用涂膠、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向位移，所以為了防止因為橫向力或者是橋梁斜交二導致的側向位移，—通常需要進行橫向限位處理板式橡膠支座與支撐結構物。板式橡膠支座的病害主要包括以下幾方面：
（1）板式橡膠支座的剪切變形和壓縮變形太大。導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量、支座的本身質量和橋梁的設計施工。如果板式橡膠支座本身質量就存在問題，抗壓彈性模量或者是抗剪彈性模量指標沒有達到設計要求，導致板式橡膠支座的豎向變形太大，給橋梁結構帶來安全的威脅。另外如果個別橡膠支座有脫空等病害的出現(xiàn)，則有可能導致其他支座受力太刀造成變形。橋梁結構安裝環(huán)境太高或太低，造成混凝土脹縮和徐變，再或者是設計橋梁縱坡太大，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構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，支座墊石標準高度控制不準確，墊石強度太低造成受壓破碎和梁體伸縮太大都有可能導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)。導致這種病害發(fā)生的主要因素是因為鋼板或鋼絲網(wǎng)等加勁物位置不對，導致外側的保護層厚度過薄，當橡膠支座發(fā)生裂縫或是嚴重老化后，就會導致鋼板外露的現(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)，當板式橡膠支座的裂縫寬度大于0.2cm時，即為嚴重裂縫，一定要進行處理。導致板式橡膠支座表面開裂主要因素是因為橡膠支座質量不好或者是養(yǎng)護措施不對，造成橡膠支座老化喪失作用。
三、橋梁支座的病害處治
橋梁支座在橋梁結構安全中起到關鍵的作用，所以一定要重視橋梁支座病害問題的解決。因為橋梁支座的病害原因的多樣性，因此應該根據(jù)病害支座的實際情況，有針對性的提出處治方法。
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用將橡膠支座的錨栓鏟除后，重新埋設的方法進行解決。但是為了確保支座位移超限的處理效果，應該更加深入的采取細化處理措施。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。然后再將橋面應力放散后，并根據(jù)溫度的變化范圍計算出支座的準確位置。最后，將錨栓鏟除后再次把支座固定，而且在支座活動面中加入合適的鈣基脂，為了進一步的增支座的靈活性。
2.支座脫空的處理
對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，在清理完墩臺以及橋梁上部結構底面后，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量所造成的病害，一般需要更換橡膠支座進行處理。更換橋梁橡膠支座主要采取頂升的方法進行處理。頂升處理實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，直接對梁體進行頂升，需要注意的是嚴格控制頂升速度，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，并在蓋梁上搭設鞍形支架的方式設置千斤頂，頂升梁體。
（3）滿布式支架。這種方式主要是通過在橋梁的墩臺兩側重新設置頂升基礎的方式，在橋梁兩端同步頂升，待梁體抬至一定高度后，更換橡膠支座進行必要的處理。
?。?）抱柱支架法。利用抱柱支架進行橡膠支座的處理，主要是通過在橋梁墩臺基礎頂面設置斜支架的方式，并在支架頂面設置大噸位的千斤頂，頂升后進行橡膠支座的更換處理。
4.做好橋梁橡膠支座的維護保養(yǎng)
為了確保橋梁橡膠支座的使用安全，必須強化對橋梁橡膠支座的檢查與維護保養(yǎng)工作。橋梁橡膠支座的維護保養(yǎng)應該嚴格按照《橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》中的相關規(guī)定，堅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)護保養(yǎng)過程中，應該具有重點針對性，對于橡膠支座滑板與不銹鋼接觸面，應該及時補充添加硅脂油，確保接觸面能夠滿足變形要求。對于丟失或者是病害嚴重的橋梁橡膠支座，則應該技術補充更換，確保橋梁結構一直處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。
四、結語
因為橋梁橡膠支座病害關系到設計方案、施工技術、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一定要確保質量，各項力學強度指標符合要求，而且橡膠支座設計方案要優(yōu)化，嚴格依據(jù)規(guī)范與設計要求施工安裝，同時也要注意做好必要的檢側維護工作，對于已經(jīng)有病害問題的橋梁支座，在解決上一定要針對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性，確保橋梁結構狀態(tài)的安全和穩(wěn)定。
