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板式橡胶支座异常现象及处理措施

桥梁橡胶支座  2020/9/17 9:31:22  7425
内容摘要:板式橡胶支座的主要功能是将桥梁上部结构的反力可靠地传递给墩台,并同时能完成梁体结构所需要的变形(水平位移及转角)。根据这些要求,板式橡胶支座应在垂直方向具有足够的刚度,从而保证在最大竖向荷载作用下板式...

板式橡胶支座的主要功能是将桥梁上部结构的反力可靠地传递给墩台,并同时能完成梁体结构所需要的变形(水平位移及转角)。根据这些要求,板式橡胶支座应在垂直方向具有足够的刚度,从而保证在最大竖向荷载作用下板式橡胶支座产生较小的变形;在水平方向则应具有一定的柔性,以适应梁体由于受制动力、环境、温度、混凝土的收缩和徐变及荷载作用等引起的水平位移;同时板式橡胶支座还应适应梁端的转动。

2.1板式橡胶支座的初始剪切变形现象

2.1.1 初始剪切变形类型  板式橡胶支座的初始剪切变形,主要有以下两种:1、板式橡胶支座顺桥向剪切;2、板式橡胶支座横桥向剪切。

实际工程中出现以上两种情况的一般在板式橡胶支座安装就位,梁体落梁或现浇梁拆除模板后的近期内表现较为普遍。出现这类异常现象的原因:

1、是由于环境温度的变化和混凝土的收缩徐变而导致。

2、是由于落梁过程中在板式橡胶支座受到初始压力后人为的移动梁体而导致。
  2.1.2 应对措施  避免第一种异常现象的方法,可以采用交通部公路规划设计院一九八八年组织汇编的《板式橡胶支座》一书中指出的:安装板式橡胶支座最好在年平均气温时进行,以减少由于环境温度变化而造成梁体膨胀或收缩给板式橡胶支座造成的不应有的初始剪切变形。当不可避免一定要在最高环境温度或最低环境温度条件下安装施工时, 可使用板式橡胶支座产生预变位的办法……。但是,这一方案在施工过程中由于受多种因素的制约难以实现。我们在多年的现场施工中总结了一些经验,在这里介绍大家,供大家在板式橡胶支座安装施工过程中予以参考。
  其主要方法为:板式橡胶支座在安装施工过程中,在有条件的前题下应对环境温度予以考虑,另外主要是保证在落梁的时候避免板式橡胶支座发生初始剪切。在落梁后不要急于拆除架梁设施,待每片梁落下后要仔细检查板式橡胶支座是否有初始剪切现象,如果有一定要进行调整,调整这种现象只需稍微的起高一侧梁端,板式橡胶支座就会在自身弹性作用下自动复位,做到了这一点就为板式橡胶支座的初始剪切变形减少了很大的不利因素。在桥面铺装前还应对板式橡胶支座的剪切变形进行一次检查调整,这次检查调整要尽量选择靠近年平均气温的天气,这时架梁设施已拆除,可使用千斤顶等相应工具将梁端稍微顶起,板式橡胶支座应自动复位,否则应予以更换。桥梁铺装前应重新检查已使用的板式橡胶支座,因为这个时候梁体经过了一个较长时期的收缩徐变已趋于稳定,而且桥面尚未铺装,每一片梁的每一端均可单独升高,施工简单而方便,所以该环节应引起施工现场工程技术人员的高度注意。

板式橡胶支座

在实际应用过程中,板式橡胶支座因受外力约束而被剪切变形,是板式橡胶支座本身具备的功能。我们在这里探讨的是减少板式橡胶支座的剪切变形,因为板式橡胶支座在受到过大的剪切变形后会加剧橡胶的老化,导致板式橡胶支座的使用寿命降低。在检查这一状态时可根据当时的环境气温,结合当地年平均气温,依据JTG D62-2004交通行业桥涵设计规范中的相关章节进行计算复核。板式橡胶支座的允许剪切模量为1.0Mpa,允许剪切角正切值tga≤0.7,所以板式橡胶支座在外力因素的影响下,其最大剪切角正切值不大于0.7时不影响它的使用性能。

避免第二中异常现象的方法,主要是在施工安装过程中,应加强施工工艺的调整,在安装前做好安装技术交底工作,提高工人的施工作业水平,同时在安装完成每一片梁都应当及时检查变形情况,发现异常应及时调整。

2.2板式橡胶支座承压后侧面波纹状凹凸现象
  2.2.1 橡胶支座侧面波纹状凹凸现象产生 在实际中还会发现一种比较普遍的现象,那就是:板式橡胶支座承压后侧面波纹状凹凸现象。

由于板式橡胶支座是由多层橡胶与多层钢板交替平行叠置并通过硫化工艺相互粘连制成,橡胶层的厚度和钢板的厚度由板式橡胶支座的规格及形状系数确定,板式橡胶支座的单层橡胶厚度大致分为:5㎜、8㎜、11㎜、15㎜、18㎜,板式橡胶支座的单层钢板厚度大致分为:2㎜、3㎜、4㎜、5㎜。由于其结构的特性,当板式橡胶支座受到垂直荷载的时候,在橡胶层厚度不同的支座上,其橡胶层处会出现明显或不明显的弧形突凸、钢板处会出现弧形凹槽状,因此形成了板式橡胶支座的侧面波纹状凸凹现象。这种现象从理论上讲应视为正常现象。

但这种正常现象应表现为板式橡胶支座四周侧面的波纹状凸凹应基本一致,否则应视为异常现象。异常现象的产生基本上有三种因素造成:

1、是梁体偏压板式橡胶支座。也就是说在梁体的作用下,板式橡胶支座的受力点未在中心。该现象轻者表现在同块板式橡胶支座上波纹状凸凹现象不一致,重者造成板式橡胶支座单边脱空。

2、是梁底预埋钢板不平,其表面是由于焊接钢筋引起的钢板弯曲变形。

3、同一片梁下两支座顶面的标高偏差大,支座垫石标高不一致。同一片梁下的两个支座的波纹状凹凸在同一方向,如下图所示。

JTJ 041-2000《公路桥涵施工技术规范》(第165页)20.2.1中规定支座垫石顶面标高要求准确,表面平整,在平坡情况下同一片梁两端垫石水平面应处于同一平面内,避免支座发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。

JTJ F80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》(第83页)表8.12.5-1中要求支座垫石顶面高程允许偏差±2mm,顶面四角高差2mm。支座高度允许偏差±5mm,支座四角高差1~2m。

2.2.2原因1解决的方案:在落梁后不要急于拆除架梁设施,待每片梁落下后要仔细检查板式橡胶支座是否有压偏现象,如果有一定要进行调整,调整这种现象只需稍微的起高一侧梁端,把板式橡胶支座向波纹状凹凸较明显的方向移动,使梁体重心与橡胶支座中心重合。

原因2解决的方案:在吊梁前对梁体和墩台支承垫石进行检查,检查梁端底面与板式橡胶支座相关联处是否平整、两个板式橡胶支座相关联处是否平行。如不符合应即时修整。梁底预埋钢板不平

应在梁底钢板焊接与制造中解决。往往有些施工单位为了节约成本忽略了梁底钢板的质量问题,直接用毛坯钢板作为梁底钢板或焊接锚固钢筋后不进行调整,因此引起了钢板弯曲变形。因为这些原因的存在使得落梁后板式橡胶支座产生压偏现象。另外因梁底钢板的弧形弯曲变形落梁后至使板式橡胶支座周边预先受力,使板式橡胶支座的波纹状凹凸现象更为明显。如梁体已预制完成或因种种原因造成了不可调整的事实,建议采用环氧树脂进行修复以达到梁底或预埋钢板表面平整之目。

原因3解决的方案:把支座垫石矮的一端用千斤顶顶起,在垫石上铺环氧树脂和用钢板把支座垫高。使支座垫石标高一致,支座不均匀的波纹状凹凸现象消。

较大的波纹状凹凸现象将会加剧板式橡胶支座的老化,从使支座表面出现龟裂现象,降低支座的使用寿。

2.3板式橡胶支座中滑板支座的较大剪切变形
  由于受施工环境的约束,滑板支座的施工显的比较重要,要保持滑板支座的四氟板表面和与之摩擦的不锈钢板表面清洁,应首先把工作环境营造好,才能保证板式橡胶支座实现正常的工作状态。在施工现场常见滑板支座由于不滑动而造成支座发生较大的剪切变形现象,这种现象主要是因滑动摩擦面有杂质、不光滑或未加硅脂油引起。为防止这种现象发生,必须在落梁前排除以上不利因素,对于滑板支座的施工,一定要依据相关规范用棉丝沾丙酮或酒精擦干净摩擦表面,将板式橡胶支座上的贮油槽内注满指定的硅脂润滑油。正确的操作才能实现摩擦系数≤0.03的结果,水平剪力一旦大于正压值力的3%即会产生滑动,因此可避免较大剪切变形。但是在这里需要说明的是:滑板支座在获得正确的安装后也会有小的剪切变形,其变形量可通过下列公式计算得出。当然必须注意的是由于现场各方面条件不利因素的存在,在计算时其摩擦系数可设定为0.05~0.06。

2.4板式橡胶支座的其他异常现象
  板式橡胶支座在实际工程中用量较多,而且其安装看似简单,因此施工单位的重视程度也就不够,在安装工人眼里有时更是随意性很强,因此除了上面所提到的几种现象外,还有以下一些异常现象:1、支座垫石简单的采用砂浆进行代替。这样做的后果是容易造成支座底部支承力不够、或不均匀,使得砂浆破裂或支座受力不均,导致支座扭曲变形;2、支座顶部钢板偏薄以及生锈严重。 这样的异常现象容易随着时间的增长,钢板锈蚀严重,导致支座受力不均或支座无法受力。

3  板式橡胶支座安装注意事项
  板式橡胶支座应符合现行《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4)标准的规定。安装是相当重要的环节,对水平面应仔细校核,支座不得发生偏歪,不能脱空。
  1、橡胶支座在安装前,应检查产品合格证书中有关技术性能指标,如不符合设计要求时,不得

使用;

2、支座下设置的支承垫石,混凝土强度应符合设计要求,顶面要求标高准确,表面平整,在平坡情况下同一片梁两端支承垫石水平面应尽量处于同一平面内,其相对误差不得超过3mm,避免支座发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。

3、安装前应将墩、台支座垫石处理干净,用干硬性水泥砂浆抹平,并使其顶面符合设计要求;

4、将设计图纸上表明的支座中心位置标在支承垫石及橡胶支座上,橡胶支座准确安放在支承垫石上,要求支座中心线同支承垫石中心线相重合;

5、当墩、台两端标高不同,顺桥向有纵坡时,支座安装方法应按设计规定办理;

6、吊装梁、板前,抹平的水泥砂浆必须干燥并保持清洁和粗糙。梁、板安放时,必须仔细,使梁、板就位准确且与支座密贴,就位不准时,或支座与梁板不密贴时,必须吊起,采取措施垫钢板和使支座位置限制在允许偏差内,不得用橇棍移动梁、板。






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