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一、支座設計計算(以板式橡膠支座為例)
1、確定支座的尺寸。支座尺寸包括支座平面面積與支座高度兩部分數(shù)據(jù)的確定。
支座平面面積可以這樣計算:
其中Nmax為最大的支點反力;A為橡膠支座的平面面積;為支座的平均許用應力。
支座高度由橡膠高度與鋼板高度兩部分構成,橡膠高度由支座所要提供的剪切變形量(它將決定縱向位移量)來確定,而且要符合規(guī)范中要求總高度小于等于支座沿橋縱向長度的1/5的規(guī)定。鋼板高度即為約束橡膠片各層薄鋼片的厚度之和。
2、驗算支座偏轉與壓縮變形。橋跨結構在支座處會產(chǎn)生轉角,支座通過不均勻壓縮來提供這種轉動能力,同時支座與橋跨結構之間不能有“脫空”現(xiàn)象發(fā)生,支座的平均壓縮量越大這種轉動能力就越強,這就要求在轉角一定的條件下,支座要保證一個最小的平均壓縮量s,s可以這樣求得:
其中,E為橡膠支座的彈性模量;為橡膠層的總高度。
此外,規(guī)范還規(guī)定了支座平均壓縮量的最大值不應超過橡膠總厚的5%。
3、驗算支座抗滑。支座要想發(fā)揮起作用,必須要保證其處于設計的位置,在水平力作用下在支座與橋跨結構的接觸面上以及支座與墩臺的接觸面上不能出現(xiàn)相對滑動,這種保證來自于支座與混凝土之間要有足夠的摩擦力,摩擦力的大小可以通過壓力與摩擦因數(shù)再考慮一定的經(jīng)驗系數(shù)來確定。
二、板式橡膠支座選配
板式橡膠支座已經(jīng)形成系列,如無特殊要求則不必自行設計,只需根據(jù)設計需要直接選擇合適的規(guī)格進行配備即可,下面將介紹選配支座的具體步驟。
1、初選支座平面尺寸。根據(jù)容許應力法的計算法則,支座必須能夠提供足夠大的反力,據(jù)此確定支座噸位;同時,考慮到上部結構橫橋向尺寸的限制,確定支座的寬度,進而確定支座沿橋縱向尺寸。
2、初選支座高度。支座高度應根據(jù)支座水平位移設計值、支座承擔水平力設計值、支座許可的的最大壓縮變形等條件來確定,以上條件可通過下面方法獲得。
支座水平位移設計值,根據(jù)主梁的計算溫差可算得主梁的設計變形量,對于簡支梁橋來說,這即為兩端支座所要共同提供的水平位移,此水平位移由兩端支座均攤,則每個取其二分之一。支座所承擔水平力主要來自汽車制動力,其設計值取每跨上汽車制動力設計值均攤到該跨每個支座上的部分。支座許可的最大壓縮變形應不超過橡膠層總共厚度的5%,支座的壓縮變形主要是橡膠的彈性壓縮變形。
此外,還要對支座的偏轉能力與抗滑移能力進行驗算,其方法與設計階段相同,這里不再贅述。
三、支座的合理布置
橋梁的結構體系不同,橋梁的寬度不同,都將影響橋梁支座的布置情況,橋梁支座的布置應該兼顧沿橋方向與垂直于橋梁方向對變形的要求。
對簡支橋梁(裝配式空心板或T形梁橋),通常做成“浮動體系”,可以選用板式橡膠支座來達到這一目的。為了使所有墩臺平均分擔橋跨結構傳來的水平力,需要把固定支座安裝在橋臺上,每個橋墩上布置一組活動支座,一組固定支座。當遇到高墩時,應盡量減小其所受的水平作用力,而把相鄰兩跨的活動支座都布置在高墩上。
對連續(xù)梁橋,通常情況下是這樣的,每一個連續(xù)單元中只布置一個固定支座,其他橋墩位置均布置活動支座。有些時候,支座還有可能出現(xiàn)拉力,此時應設置承拉支座。當連續(xù)梁與橋墩固定連接時,不需要設置支座,但橋墩的設計要有一定的柔性,以滿足橋梁縱向位移的要求。
對懸臂梁橋,錨固孔主座布置要求一側固定,一側活動。牛腿處的支座可設置一個固定支座和一個活動支座,也可以都做成固定的。
對于斜橋,布置支座時應盡可能使支座允許的位移方向與行車道中線保持一致,以免支座受到過大側向剪力而破壞,或者使橋梁產(chǎn)生過大附加內力而威脅橋梁安全。對于彎橋,布置支座時應盡可能使支座允許位移方向與行車道徑向或切向保持一致。
四、支座病害分析
目前橡膠支座在橋梁工程中得到廣泛應用,但是支座適用壽命普遍偏低是一個一直困擾人們的問題,支座在設計使用期限內出現(xiàn)許多病害。這些病害來源是多方面的,既有支座所選橡膠材料不耐老化的先天缺陷因素,也有支座選取、布置不合理,施工不規(guī)范、不專業(yè),養(yǎng)護不到位等人為因素。
板式橡膠支座中橡膠老化、變質使得梁體不能自由伸縮,直接導致梁端或墩、臺帽混凝土破裂,造成掉角、啃邊現(xiàn)象,橡膠板易位,嚴重的還可能導致伸縮縫破壞?,F(xiàn)在的橡膠生產(chǎn)企業(yè)林立,其企業(yè)規(guī)模與技術水平也是參差不齊,難免有些企業(yè)會為追求利益而故意降低生產(chǎn)標準,使得出場產(chǎn)品達不到應有的設計強度與承載能力,可想而知這樣的支座一旦被用于橋梁工程之中,出現(xiàn)問題是難免的。有些橋梁設計單位設計人員水平較低,對于橋梁支座選擇形式并不了解、對于橋梁支座的布置方式不合理,或者由于疏忽大意,所選用支座墊石混凝土標號偏低,支座邊緣預留寬度不夠,或墊石加強筋不足,固定用的螺栓、螺母強度不夠等,這些均會導致橋梁支座病害的發(fā)生。在施工過程中也可能出現(xiàn)各種各樣的問題,由于各種原因造成支座安裝不水平,支座位置偏離受力中心超過許可范圍,安裝時支座與上下部貼合不夠緊密,使用時出現(xiàn)支座脫空現(xiàn)象。養(yǎng)護維修方面,滑動面、滾動面不凈潔,異物得不到及時清理,固定件松動加固不及時,因防水裝置缺陷使支座或連接面浸水腐蝕,加速老化過程等。
五、結束語
橋梁的使用能否達到設計時所預想的效果,與橋梁支座選取是否合適,支座安放位置是否恰當,支座能否正常穩(wěn)定的發(fā)揮其功效密切相關。能否準確獲得支座在使用中所要承擔的荷載,以及支座位移量是否能準確估算,直接關系到橋梁支座的適用壽命。對于外形特殊的橋梁(寬橋、斜橋、彎橋等),支座的受力情況變化繁復,容易出現(xiàn)意想不到的情況,要從多個方面進行分析。在確定支座的位移量時,應綜合考慮溫度效應、橋跨結構撓曲變形、基礎不均勻沉降等因素,并在設計計算中以安全系數(shù)的形式體現(xiàn)。
參考文獻
[1]公路橋涵設計規(guī)范(合訂本)[S].北京:人民交通出版社,1995.
[2]范立礎.橋梁工程[M].北京:人民交通出版,2001.
[3]賈朝霞.道路與橋梁工程概論[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010 .
關鍵詞:支座;更換;維修
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A
引言
公路橋梁、涵洞通道等混凝土構造物為交通運輸?shù)臉屑~,直接影響著交通的流量和荷載。當它投入使用一定時間后,往往由于設計的局限和施工的欠缺,使其難以適應日益繁重的交通量,而且隨著運輸設備的高速發(fā)展和車輪負載的不斷增長,橋涵結構物常常處于超負荷運行的狀態(tài),經(jīng)常會出現(xiàn)各種病害。橋梁支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要構件,可謂一座橋梁的咽喉所在,關系重大,一旦出現(xiàn)病害,將影響到上下部結構的使用壽命和交通安全。目前,新建的公路橋梁幾乎全部選用橡膠支座。特別是高速公路橋梁,橡膠支座的用量大,病害多,事故頻繁發(fā)生,支座病害處治及更換刻不容緩。本文通過工程實例對超薄式千斤頂同步頂升系統(tǒng)在支座更換維系中的應用進行了簡述,以供相關人事參考借鑒。
一、支座的病害癥狀及原因分析
(一)支座脫空:支座墊石和梁底鋼板不水平。
(二)支座異常變形:大多因為落梁時不夠平穩(wěn),支座存在較大的初始剪切變形。
(三)支座不能正?;瑒樱憾枕斅溆写罅康幕炷晾?,不銹鋼板銹蝕,摩阻力變大。
(四)支座開裂:施工因素、支座質量問題、超載車輛的影響、支座墊石的影響以及其他因素。
二、主要更換方案
(一)超薄式千斤頂法
把超薄的液壓千斤頂安放在主梁與蓋梁的狹小的空間內,直接頂升梁體,利用百分表觀測梁體上升的速度,以保證橋跨各梁體受力均勻同步提升。該方法是目前使用最廣泛的頂升方法。
(二)鞍型支架法
用橋墩本身做支撐在蓋梁上搭設支架,設計成“鞍型支架”,放置千斤頂來頂升梁體。
(三)枕木滿布式支架法
在地面上設置枕木,以枕木為基礎,設置滿布式或部分木支架至橋梁梁體處,在支架上安置千斤頂頂升梁體。
(四)鞍型支架法
用橋墩本身做支撐在蓋梁上搭設支架,設計成“鞍型支架”,放置千斤頂來頂升梁體。
三、工程實例
(一)工程概況
伊家河大橋京臺方向西幅南端(北端),T梁梁端支座處出現(xiàn)了沉降和扭曲,支座都存在不同程度的損壞,需進行頂升、檢查、更換支座處理。該橋支座形式為板式橡膠支座(300×500×78)和四氟板式橡膠支座(300×500×80),支座處距地面高度約為8m。為便于區(qū)分,我們把沉降處自西向東依次編號為1、2、3、4號支座,由北向南一次為-0、-1、-2、-3等。
(二)施工準備
在更換支座以前,做好機具物品的準備工作,同時,要做好千斤頂?shù)男r炁涮坠ぷ?,小型機具要準備充分,頂升機具要有備用頂和油泵,測量數(shù)據(jù)要制成表格,計算出頂升高度,發(fā)給頂升小組,以備頂升控制。
(三)施工工藝流程
施工準備病害調查搭設施工平臺安裝頂升設備試頂整體頂升支座更換滑維修卸荷落頂
(四)施工方案
1.搭設施工作業(yè)平臺
在貼近墩(臺)帽邊沿全橋寬搭設平穩(wěn)、牢固的工作支架,工作平臺面距梁底約1.6m,橫橋向寬12m,順橋向寬2m,采用普通鋼管腳手架搭設,支架固定在墩柱、蓋梁上,側面設置工人的上下階梯,平臺兩側設置防護圍欄以確保安全。
2.檢測支座
頂升更換支座施工前,詳細檢查各支座情況,包括支座位置、剪切變形、脫空間隙、是否偏壓、鋼墊板厚度等,對脫空支座選擇厚度合適的鋼板,對傾斜支座選擇楔形鋼板,保證支座更換后,梁體與支座密貼。
3.荷載計算
根據(jù)對本橋每孔梁體的自重計算:
(1)梁體自重約:211.2m3/孔×2.45噸/ m3 =517.44噸
(2)橋面鋪裝重約:35米×0.12米×12.0米×2.45噸/m3 =123.48噸
(3)護欄重約:0.3方/延米×35米×2.45噸/ m3×2側=51.45噸
合計總重約為:693.37噸,施工過程中,對于橋臺處梁體單端進行頂升,計劃采用6臺150T薄型千斤頂,其合計承載力為:150噸×6臺=900噸≥2.0倍×(693.37噸/2)=693.37噸,滿足頂升要求。對于橋墩處相鄰孔梁體單端分別同步進行頂升,計劃采用12臺150T薄型千斤頂,受力和橋臺處相同,滿足要求。
4.安裝千斤頂、百分表
千斤頂附近位置蓋梁頂面處理平整,梁底面處理平整,安裝千斤頂墊鋼板,并擺放平整、密貼;安放千斤頂、百分表,連接電動油泵。
千斤頂安放要求:
(1)將放置千斤頂位置的蓋梁頂面和梁底面進行清潔打掃及打磨處理,將千斤頂上下墊鋼板(面積250×350×20mm)防止局部壓力過高。
(2)如千斤頂還不能與蓋梁和梁底面接觸良好,則需要加墊相應厚度的鋼板,保證相互良好接觸。
(3)千斤頂?shù)陌卜挪荒苡绊懜鼡Q支座。
5.試頂
在正式頂升前進行試頂,檢查各千斤頂?shù)耐叫?、穩(wěn)定性和梁板的完好性。確認一切正常后開始試頂。
試頂作業(yè)嚴格按照頂升作業(yè)的要求進行。頂升總行程以讓所有支座松動來控制,并控制在計算允許范圍內,分多次完成,每次頂升約2mm。每級頂升到位后穩(wěn)定10分鐘,在穩(wěn)定期間測量各百分表處梁體的位移,如果各測點位移差不超過1mm,再進行下一級的頂升。穩(wěn)定期間注意觀察百分表,發(fā)現(xiàn)梁移有減小趨勢,說明千斤頂工作不穩(wěn)定,立即回油卸頂,檢查油泵、輸油管、千斤頂是否有漏油現(xiàn)象,修復后重新試頂。頂升過程中,對主梁、蓋梁、橋面板等進行監(jiān)測,觀察有無異常變化,如有開裂、混凝土破碎等病害,應立即停止頂升。
6.頂升
頂升施工時將同一橋墩上的全部千斤頂并聯(lián)起來,通過一臺油泵進行加壓,以保證每臺千斤頂出力一致;頂升中嚴格控制油壓和千斤頂行程,確保整體頂升。當梁體達到頂升設計高度后,持荷、穩(wěn)壓,更換支座。由于千斤頂為超薄型扁千斤頂,行程為20mm,且油槍截面積小,在加壓過程中必須緩慢加壓,控制流量,單個千斤頂每級加載量為5t。
通過預安裝的百分表隨時監(jiān)控梁體頂升的位移量;待整體頂升后,每級頂升2mm,頂?shù)轿环€(wěn)定5分鐘后,觀測并記錄,檢測是否同步,不同步隨時調整,然后進行下一級頂升。頂升高度達到10mm時,如不影響支座更換施工,穩(wěn)定油壓,更換支座;如不能正常更換,繼續(xù)頂升,但頂升高度不得超過15mm。
頂升過程中,安排專人對主梁、蓋梁、橋面板等進行監(jiān)測,觀測有無異常變化,確保施工中均勻頂升,上部結構不出現(xiàn)裂縫、偏移。出現(xiàn)異常現(xiàn)象,應立即停止頂升,查明原因,以確保施工安全。
7.支座拆除
如屬支座變形引起的沉降,則證明墩頂無沉陷,用鋼釬將支座撬活動后,用卷揚機拉出即可,若屬墩頂沉陷引起的沉降,則須將墩頂剔一平槽,撬動支座后,將支座拉出,一般支座與墩頂?shù)恼辰雍芾喂?,不宜拆除,作業(yè)時應備足專用工具,考慮多種方法進行。
8.墩頂處理及支座安裝
在支座拆除后,將墩頂支座位置找平、清理干凈、吹干、按原位置鋪設環(huán)氧砂漿,更換支座時,在更換前應對原有支座的位置進行測量記錄,控制更換位置,支座更換后符合支座安放位置要求并檢查是否合適,接觸是否良好、是否有脫落。
板式支座安裝時應注意:①支座應按設計支撐中心準確就位,安裝前應對梁體和支撐墊石進行檢查,梁底鋼板與支撐墊石頂面盡可能保持平行和平整,支座上下面關聯(lián)處應能保證密貼接觸,不得出現(xiàn)空隙,同一片梁的各個支座應在同一平面上,避免支座的偏心受壓,不均勻支撐與個別脫空的現(xiàn)象。②對于個別干澀的開裂尚不需要更換的支座,安裝時應涂刷充滿不會揮發(fā)的“5201硅脂”作劑,以降低摩擦系數(shù)。③安裝支座時,應盡量選擇年平均氣溫時進行。支座與不銹鋼的位置要視安裝時溫度而定,若不銹鋼有足夠的長度,則按支座距不銹鋼中心安置。
9.卸荷落頂
落梁時由現(xiàn)場技術員統(tǒng)一指揮,以5mm為一級,逐級緩慢回落,逐級退出枕木和木楔,使梁體均勻徐徐落下。同時為防止梁與支座發(fā)生縱橫向滑移,采用木制三角墊塊在梁體兩側加以定位,待落梁工作全部完畢后拆除。每片梁落下后,不要急于拆除槽鋼凳子,應仔細檢查板式橡膠支座是否有初始剪切現(xiàn)象和有無懸空現(xiàn)象,如果發(fā)生懸空,則重新將梁體同步頂起,在懸空支座下加墊不銹鋼板。發(fā)現(xiàn)有剪切變形現(xiàn)象,則應稍微起
高一側梁端,讓橡膠支座在自身彈性作用下自動復位,避免橡膠支座在落梁的時候產(chǎn)生初始剪切變形。支座安裝符合要求后,回收千斤頂,拆除臨時支撐,讓梁回到原來位置,完成支座更換工作。
關鍵詞: 橋梁橡膠支座質量控制
Abstract: the article discusses the highway bridge slab rubber bearings in the event that quality problem is installed, through the analysis of the structure, function and installation method produce quality problem causes and treatment measures taken, in order to improve the bridge bearings installation quality consciousness, strengthen bridge bearings quality control.
Keywords: rubber bearings quality control
中圖分類號:O213.1文獻標識碼:A 文章編號:
引言:在公路橋梁結構中,橋梁支座作為橋梁上部結構和下部結構的連接點,它的作用是將上部結構傳遞的荷載合理安全的傳遞到下部結構,同時也承擔上部結構在荷載、溫度變化、混凝土收縮等因素作用下一定范圍內的自由變形,以使整個橋梁結構的實際受力情況盡可能的符合設計計算模式,并保護梁端、墩臺帽等相關結構不受損傷。為此要求它必須具有足夠的豎向剛度和彈性,以此來實現(xiàn)其合理安全的傳遞荷載和一定范圍的自由變形,達到橋梁在荷載作用、自然條件變化(溫度、濕度、地震等)等情況下的使用安全,故成為橋梁安全使用的關鍵點之一。但其由于在橋梁的成本造價中占有很小的比例,在施工安裝過程中往往不引起高度質量重視,造成上部結構施工完成后,在交竣工驗收或運營期間橋梁定檢等質量檢查過程中發(fā)現(xiàn)支座出現(xiàn)脫空、偏壓、開裂等質量問題需更換,其帶來的施工損失或養(yǎng)護成本數(shù)十倍的增加,為此加強施工過程中支座安裝質量控制成為橋梁質量控制關鍵點之一。
橋梁支座安裝位置示意圖
一般橋梁支座按照其結構可分為3大類:一是橋梁板式橡膠支座;二是盆式支座;三是球形支座。目前公路橋梁設計中其支座使用多為板式橡膠支座,為做好施工過程期間的橡膠支座安裝質量控制,盡可能的減小由此帶來的質量隱患和經(jīng)濟損失,結合綜上所述情況現(xiàn)就板式橡膠支座施工質量控制措施淺談如下:
一、 公路板式橡膠支座類型及性能特點。
1、支座類型。
通常板式橡膠支座般可分為非加勁支座和加勁支座兩種。非加勁支座只有一層橡膠構成,在水平力的使用下能使橡膠支座能滿足水平位移的需要,但在豎向荷載作用下,支座的垂直壓縮變形過大,橡膠向側向膨脹,在四周產(chǎn)生較大的凸突,此處橡膠有較大的拉伸變形,而產(chǎn)生應力老化,這類支座目前在公路橋梁上基本不用。以下介紹支座為目前普遍使用的加勁橡膠板式支座。
按照公路橋梁板式橡膠支座的結構型式分類如下: (1)普通橡膠支座由多層橡膠與薄鋼板鑲嵌、粘合、硫化而成。(2)四氟滑板式支座是在普通板式橡膠支座上按照支座尺寸大小粘附一層厚2-4mm的聚四氟乙烯板而成,除具有普通板式橡膠支座的豎向剛度與彈性壓縮變形及能承受垂直荷載和適應梁端轉動外,還能利用聚四氟乙烯板與梁底不銹鋼滑板間的低摩擦系數(shù)可使橋梁上部構造水平位移不受限制。具體結構形式為:a矩形普通板式橡膠支座(GJZ系列)、圓形普通板式橡膠支座(GYZ系列)、球冠圓板式橡膠支座(TCYB系列) ),適用于小跨度或多跨、大跨度墩頂連續(xù)處(固定支座);b圓形四氟板式橡膠支座(GYZF4系列)、矩形四氟板式橡膠支座(GJZF4系列) 、球冠圓板四氟板式橡膠支座(TCYBF4系列),適用于橋臺和墩頂伸縮縫位置,也可用于連續(xù)梁頂推、T型梁橫移和大型設備滑移可作滑塊使用(活動支座)。
按照支座材料和適用溫度分為:a.常溫型橡膠支座,采用氯丁橡膠(CR)生產(chǎn),適用的溫度-25~60℃。b.耐寒型橡膠支座,采用天然橡膠(NR)生產(chǎn),適用的溫度-40~60℃。
其一般代號表示方法:示例1:公路橋梁矩形普通氯丁橡膠支座,短邊尺寸為300mm,長邊尺寸為400mm,厚度為47mm,表示為GJZ300×400×47(CR)。示例2:公路橋梁圓形四氟滑板天然橡膠支座,直徑為300mm,厚度為54mm,表示為:GYZF4 300×54(NR)。
2、性能特點。
板式支座本身具有足夠的豎向剛度來滿足較大垂直荷載作用,具有良好的彈性以適應梁端的轉動,較大的剪切變形以滿足上部構造的水平位移,產(chǎn)生較好的防震作用,能減輕動載對上部構造與墩臺的沖擊。由于板式橡膠支座具有水平剪切的各向同性,能良好傳遞上部構造多的變形。在彎、斜橋的使用中優(yōu)點突出。同時特殊的球冠圓板式橡膠支座還具有在梁端作用力作用時通過球形表面橡膠層調整受力中心的位置,逐漸將力擴散到圓板式橡膠支座的鋼板和橡膠層,使支座受力均勻,尤其適用于斜交橋,立交橋等坡度橋的場所。
它與原用的鋼支座相比有明顯的優(yōu)點,主要表現(xiàn)在其結構簡單,用鋼量少,建筑高度低,安裝、更換方便,有較長的使用期限;能適應寬橋、曲線橋、斜橋等上部結構在各方面的變形。另外,當各種車輛通過橋梁時,橡膠支座能均勻分布水平力,吸收部分振動,從而延長橋梁壽命。
二、板式橡膠支座的施工安裝技術要求及質量控制措施
1、施工安裝的技術要求。
(1)施工準備。
在進行橋梁橡膠支座施工前應測量放線,將控制軸線和標高控制點標注清楚,在墩柱蓋梁、橋臺臺座上,用墨線標明支座位置與梁安裝位置;施工前必須清理干凈墊石,確保墊石強度滿足設計要求,確認墊石地腳螺栓預留孔相對尺寸、直徑及深度符合施工要求,保證預留孔清理干凈、孔內無雜物,墊石高程要符合設計要求,采用水平尺量測,需要找平時,一般應用環(huán)氧砂漿找平;同時嚴格控制預制梁底部端頭支座位置預埋連接件規(guī)范施作;施工前必須確認到場后的橡膠支座產(chǎn)品的合格證與有關技術指標,嚴格現(xiàn)場抽樣送外第三方檢驗驗證,外觀質量采用目測方法或用量具宜逐塊檢測,。確認橡膠支座類型、幾何尺寸等?,F(xiàn)場必須有專業(yè)工程師負責復核。
(2)施工安裝。多跨連續(xù)梁的公路橋梁板式橡膠支座安裝時,采用先簡支后連續(xù)形成連續(xù)梁,一般先將簡支梁放在臨時支座上(臨時支座一般采用鋼砂筒、砼塊、硬木塊、硫磺砂漿等,普遍方便、安全多用鋼砂筒。),再將正式支座安放在正確位置.之后澆筑濕接頭混凝土,待混凝土達到強度后拆除臨時支座完成體系轉換。少跨且小低跨度(1-2跨)公路橋梁板式橡膠支座安裝時,嚴格梁體準確定位后,也可直接將正式支座安放在正確位置。
2、質量控制措施。
(1)橡膠支座進場時應檢查產(chǎn)品的合格證與有關技術指標。外觀質量:用目測方法或用量具宜逐塊檢測。同時進行現(xiàn)場隨機抽樣送至有相關檢驗資質的權威單位進行對比檢驗。
(2)支座安裝是重要環(huán)節(jié),支座水平面(墊石頂面)應仔細校核,即支座平面位置要正確,高程要準確,平面應水平(平整)。(2)支座不得發(fā)生歪斜,不得脫空。(3)滑動支座的滑動方向應符合設計要求。(4)安裝溫度為5~25度。(5)錨栓位置應準確,并做防腐處理。
(3)支座與梁、板不密貼或不準時,頂起梁、板(不得用撬棍移動梁、板),可用不同厚度的鋼板(0.5、1.0、1.5毫米厚鋼板)及上、下周圍用環(huán)氧砂漿粘結并找平,使之達到標準。
(4)聚四氟乙烯滑板式橡膠支座(儲油槽應涂滿硅脂)安裝就位后及時安裝防塵罩。
三、板式橡膠支座出現(xiàn)的質量問題、產(chǎn)生原因及處理措施。
1、出現(xiàn)的質量問題。由于設計、施工及生產(chǎn)單位(供貨商)的諸多原因,造成支座安裝后發(fā)生脫空、偏壓變形嚴重、移位、砼(砂漿)污染、開裂等多種質量問題。
2、產(chǎn)生原因。
(1)設計原因。由于設計考慮不足或不恰當,支座與橋梁結構不匹配(承受荷載偏小的情況下),在產(chǎn)品質量合格和施工質量保證的情況下,長期動荷載的作用下,造成支座開裂,多為橡膠層與內置鋼板間產(chǎn)生的水平開裂。
(2)生產(chǎn)廠家(供貨商)原因。橋梁支座出現(xiàn)的好多問題前些年有關調查發(fā)現(xiàn),由于需求量突然增大,采取從就近小廠購買貼牌使用,而這些小廠家不了解橡膠支座的技術標準、技術性能及其在橋梁結構中承擔的作用的重要性,造成產(chǎn)品質量不穩(wěn)定,不合格。主要表現(xiàn)在橡膠材料和鋼板不規(guī)范(采用再生膠),不按產(chǎn)品標準生產(chǎn),解剖后橡膠層厚度不均勻,鋼板厚度層數(shù)不規(guī)范,制造工藝差,橡膠層與鋼板粘結力差。造成剛剛安裝完畢一小段時間僅是施工車輛小量通行產(chǎn)生開裂,其裂縫形式水平和豎向都有。
3、施工單位質量控制不力原因。施工單位在安裝過程中沒有引起高度重視,只是認為安裝位置大差不差就完了,在墊石平整度、支座安裝位置的精準度、安裝方向、安裝期間的溫度控制、錨固處理的到位、硅脂油的規(guī)范涂刷、與梁的密貼度、砼(砂漿)污染清理防塵等方面沒有認真仔細控制。形成支座偏壓、底部與墊石局部脫空、上下面或縱橫向位置不符、偏移、頂面局部脫空、支座被砼(砂漿)包裹污染嚴重等,最終造成在一定時間內支座開裂不能正常壽命周期使用,其裂縫形式水平和豎向都有。
由于上述原因最終導致支座開裂破壞不能正常使用,嚴重開裂破壞的情況甚至造成橋梁其它結構損傷,因此發(fā)現(xiàn)偏壓、偏移、局部脫空、位置不符、污染等上述情況,但支座沒有開裂或大的變形需及時認真修整復位處理,一旦出現(xiàn)大的變形或開裂情況無條件必須進行更換。其更換采取液壓千斤頂一端整跨同時起頂,否則將引起梁、橋面系等多處結構產(chǎn)生質量安全問題,一般交由專業(yè)施工隊伍進行。
四、結 語
綜上所述,近年來在橋梁橡膠支座的使用過程中,出現(xiàn)了各種質量問題和隱患,歸根結底為設計選配、產(chǎn)品品質、施工過程質量控制三方面。任何一方面出現(xiàn)問題都將嚴重影響支座的設定使用年限,即安全性和耐久性。如何避免支座質量問題的多發(fā)、頻發(fā)現(xiàn)象,我認為從出現(xiàn)質量問題的源頭抓起,即通過設計單位謹慎的匹配設計,通過供應商提供與設計質量匹配的合格產(chǎn)品,通過施工單位嚴格規(guī)范的質量過程控制施工,最終的結果必將是大家皆大歡喜。
參考文獻:
[1] 《 公路橋涵施工技術規(guī)范JTG/T F50-2011》,人民出版社;
關鍵詞:橋梁 橡膠支座 安裝質量
中圖分類號:K928 文獻標識碼: A
前言
橋梁橡膠支座是橋梁上、下部結構的連接點,主要作用是將上部結構的荷載合理安全的傳遞到橋梁墩臺上,直接影響到橋梁的使用壽命和耐久性,在使用過程中,它可以吸收部分振動、減小活塞對橋梁結構及墩臺的沖擊,同時具有減振、抗震和大變形量的特點,故成為橋梁安全使用的關鍵點之一。由于橡膠支座在橋梁工程造價中所占比例較小,所以在支座安裝過程中不能夠引起高度重視,造成在橋梁架設及結構體系轉換后進行質量檢測過程中發(fā)現(xiàn)諸多安裝質量問題,如支座出現(xiàn)因受力不均和支撐墊石表面處理不佳產(chǎn)生的偏壓、偏歪、脫空、一側嚴重螺旋變形、扭曲變形、開裂以及因安裝不當導致橡膠支座嚴重偏離梁底預埋的不銹鋼板中心位置等質量問題,給結構工程后期的安全使用帶來隱患,故需要調整更換,但其帶來的經(jīng)濟損失將是數(shù)十倍增加,為此必須引起高度重視,加強橡膠支座安裝質量控制,減少由此帶來的損失,本文以(四氟)板式橡膠支座安裝質量調查分析及處理措施淺談如下:
一、橋梁板式橡膠支座安裝質量調查圖示分析
1、T型梁板式橡膠支座安裝后存在因受力不均產(chǎn)生的偏歪、脫空及一側嚴重螺旋變形。如圖一、圖二、圖三、圖四所示:
圖一 支座偏歪 圖二 支座頂面脫空
圖三 支座一側嚴重偏壓螺紋變形 圖四 支座一側螺紋變形、一側脫空
2、箱梁(四氟)板式橡膠支座安裝后存在因受力不均產(chǎn)生的扭曲變形、因安裝不當導致橡膠支座嚴重偏離梁底預埋的不銹鋼板中心位置,如圖五、圖六所示
圖五 支座扭曲變形 圖六 支座偏離梁底預埋板中心位置
造成上述支座安裝質量問題最主要的原因一是施工管理人員管理不力,未認真核對圖紙、施工放樣不仔細、標高控制不嚴格等;二是操作人員偷懶,不認真對待,認為安裝位置差不多就行,責任心差,未領悟安裝方法、程序、操作要領等;三是支承墊石制作不規(guī)范、不平整等;四是技術交底不詳細、不徹底,未形成書面技術交底文件,然而現(xiàn)場實地操作人員對具體的作業(yè)要求不清楚;五是項目部對支座安裝的重視程度不夠,認為支座安裝簡單,忽視了過程管理控制,導致安裝后出現(xiàn)較多變形、脫空、扭曲以及偏壓等質量問題;六是自檢體系不健全;七是監(jiān)理旁站不到位,未履行嚴格監(jiān)理及驗收制度等。
由于以上原因導致支座安裝后發(fā)生偏壓、偏歪、脫空、一側嚴重螺紋變形、位置偏移等,主要表現(xiàn)為支座受到了一定的剪力和壓力,各種支座對橫向和豎向變形是不同的,長期承受過大的橫向和豎向變形,會使支座質量下降,耐久性降低,一定時期內支座會老化直至開裂,不能在正常壽命周期內使用,其開裂形式主要是水平和豎向發(fā)展。
二、橡膠支座安裝后產(chǎn)生質量問題的分析和處理
針對橋梁橡膠支座安裝后,因受力不均和支撐墊石表面處理不佳產(chǎn)生的偏壓、偏歪、脫空、一側嚴重螺旋變形、扭曲變形、開裂以及因安裝不當導致橡膠支座嚴重偏離梁底預埋的不銹鋼板中心位置等質量問題,為了避免支座脫空、偏心受壓變形等問題的發(fā)生,應注意以下問題:①墩臺頂支座墊石標高控制要合理②梁體預制時應加強控制梁端的三角楔形塊平整情況,尤其是斜交板③墊石強度要符合要求,避免因受壓后墊石破碎,引起脫空、偏心受壓等④支座安裝溫度選擇要得當,不能在氣溫過高或過低時安裝,避免因后期梁體伸縮過大導致支座出現(xiàn)難以恢復的縱向一側較明顯的半脫空、另一側偏壓嚴重變形等現(xiàn)象。
支座脫空、偏心受壓、受剪扭曲等質量問題,可采用超薄液壓千斤頂進行頂升處理;在使用時,應通過轉臺計算、調整,使支座頂?shù)酌嬗陿蛄喝娣e接觸。
三、橋梁板式橡膠支座安裝過程中技術要求、注意事項及質量控制
橡膠支座處于橋梁上、下部構造節(jié)點的重要位置,它的可靠程度
直接關系到橋梁結構的使用安全和耐久性,除了設計選型合理、產(chǎn)品質量符合技術要求外,更為重要的是合理安裝橡膠支座,以確保其使用功能。為了盡可能的保證梁底雨墊石頂面層的平整、平行,使其同橡膠支座上下面全部密貼,避免壓偏、脫空、不均勻支撐發(fā)生等一系列的質量問題,現(xiàn)將普通板式橡膠支座及四氟板式橡膠支座的安裝技術要求、注意事項及質量控制淺析如下:
1、支座墊石的設置
為了保證橡膠支座的安裝質量,以及安裝、調整、觀察及更換支座的方便,在墩臺設置支承墊石是必須的。其技術要點主要為①支承墊石的平面尺寸大小應能承受上部構造荷載為宜,一般長度比橡膠支座大100mm左右,墊石高度應大于60mm,以保證從梁底到墩臺頂面有足夠的空間高度,用來安放千斤頂,供支座調換時使用。②支承墊石內應布鋼筋網(wǎng),豎向鋼筋雨墩臺內鋼筋相連接。澆筑墊石用的混凝土標號不低于C40,墊石混凝土頂面應平整而不光滑。③支承墊石的頂面標高應準確一致,如果一片梁一端安置兩個支座時,此兩個支承墊石頂面標高的水平誤差要嚴格控制。同一片梁的兩個或四個支座的支承墊石頂面應處于同一平面內,以免發(fā)生壓偏、初始剪切與不均勻受力現(xiàn)象。
2、普通板式橡膠支座
本文以預制梁橡膠支座的安裝為例進行淺析,安裝技術處理、注意事項及質量控制要求如下:
①先將支承墊石用水泥砂漿調整由于標高差距過大帶來不足,做到表面平整不光滑。
②安裝時預制梁同支座接觸的底平面應保證水平和平整。
③橡膠支座正確就位。先將支座安裝位置刻畫中心線,然后將橡膠支座在墩臺墊石上按設計位置就位,應保證支座水平放置,其標高雨設計值的誤差不大于1mm。架梁落梁時,T型梁的縱軸線應同支座中心線相重合,板梁雨箱梁的縱軸線應與支座中心線相平行。為落梁準確,在架梁時可在梁底劃好兩個支座的十字位置中心線,在梁的端立面上標出兩個支座的位置中心線的垂直線,落梁時同墩臺上的位置中心線相吻合。
④落梁時應緩慢平穩(wěn),落梁后應馬上觀察支座是否有壓偏、脫空、剪切(偏歪)、中心偏位、扭曲、一側嚴重偏壓螺旋變形等現(xiàn)象,如有上述現(xiàn)象應立即起吊梁體,加入適當薄墊板或斜墊板調整壓偏和脫空,重新落梁以保證支座無初始不規(guī)則剪力。
3、四氟板式橡膠支座
四氟板式橡膠支座的安裝技術處理及控制與普通板式橡膠支座基本相同,但應嚴格注意事項為:
①安裝四氟板式橡膠支座必須精心細致。支座應按設計支承中心線準確就位,梁底鋼板與支承墊石或下鋼板頂面盡可能保持平行和平整,同支座上下面全部密貼,同一片梁各個支座位于同一平面上,避免支座偏心受壓、不均勻支承與個別脫空現(xiàn)象。
②支座四氟面的儲油凹槽內,安裝時應先用丙酮或酒精擦凈,再涂刷充滿不會揮發(fā)的硅脂作劑,以降低摩擦系數(shù)。
③與四氟板接觸的不銹鋼板表面不允許有損傷、拉毛現(xiàn)象,以免增大摩擦系數(shù)及損壞四氟板。安裝時應用丙酮或酒精把不銹鋼板擦拭干凈。
關鍵詞:橋梁支座; 現(xiàn)狀; 發(fā)展;應用
Abstract: the bridge bearing in the whole bridge structure is part of a very small, but they were on the bridge pier 's stress state and beam horizontal displacement, angle plays a very important role. Bridge bearing is connected with upper and lower structure, keep the overall bridge structure effect; also can transfer load from superstructure to substructure of bridge structure, so that the actual stress and design calculation. This paper briefly introduces the development, bridge bearing all kinds of bridge bearing performance and characteristics, summarized the present research situation; bridge bearing; the main diseases of analyses and describes its development direction.
Keywords: bridge bearing; present situation; development; application
中圖分類號: K928.78文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
一、介紹橋梁支座的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著橋梁技術的發(fā)展和為滿足某些特殊功能的需要(如抗拉壓、抗震等),對一些新型支座的研究也是成為了工程界的一個熱點問題,如抗拉壓支座以及抗震支座等,其中對抗震支座的研究更為廣泛,如防錯動平板支座、LRB鉛芯橡膠支座、SMA抗震支座等。橋梁支座的種類及其特征. 在19世紀中期,隨著鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,因而在早期的鐵路橋梁中大多采用鋼支座,但是由于在使用的過程中容易因鑄件的銹蝕導致支座的凍死,從而會影響其使用性能。在古代的橋梁中由于受到技術條件的限制,基本都是采用了簡易支座。橡膠支座的出現(xiàn)則是隨著橡膠工業(yè)的不斷發(fā)展而迅速發(fā)展起來的,在20世紀50年代,橡膠支座在國外就得到了廣泛的應用,由于我國的工業(yè)、制造業(yè)相對比較落后,直至上世紀70年代才開始進行開發(fā)應用,目前國內比較常用的是盆式橡膠支座,主要有TPZ、GPZ、QPZ型,現(xiàn)在仍是大跨度橋梁中最主要的支座形式。
二、橋梁支座在其發(fā)展過程中出現(xiàn)了各種不同的類型,主要包括以下幾類。
(1) 鋼支座。普通鋼支座主要由鑄鋼材料制成,可分為平板支座、弧形支座、搖軸支座以及輥軸支座等,這類支座具有承載能力、剛度均較大等優(yōu)點,適用于大型橋梁,但同時其也具有構造尺寸大、易生銹、養(yǎng)護費用高等缺點。因而目前對新型鋼支座的研究越來越多,新型鋼支座采用高強度優(yōu)質合金鋼鑄造,并縮小了支座尺寸,并將轉動部分鍍鉻、用耐候鋼制造或封閉在油箱內,從而可以有效防止其生銹,延長其使用壽命。
(2) 簡易支座。主要是由草席、麻繩墊等松軟材料制作而成,通過這些材料剪切變形來實現(xiàn)所需的位移,具有成本較低、制作簡便等特點,主要適用于一些小跨徑的橋梁。
(3) 橡膠支座。隨著橡膠制作工業(yè)的快速發(fā)展,橡膠支座因其造價低、構造簡單、加工方便、結構高度低、節(jié)省鋼材等特點,因而在橋梁工程中得到了較為廣泛的應用;但其也有些不足,如橡膠容易老化,需經(jīng)常進行更換。目前主要有板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球形橡膠支座以及鉛芯板式橡膠支座等形式,其中板式支座主要適用于反力小于的中小跨徑的公、鐵橋梁中;盆式橡膠支座則可適用于一些支座反力較大的大跨徑橋梁,球形橡膠支座是在盆式橡膠支座的基礎上進一步發(fā)展起來的,主要適用于彎橋和一些跨度較大的橋,在提供較大支座反力的同時能夠允許產(chǎn)生較大的轉角。
(4 )特殊橋梁支座。隨著橋梁建設的飛速發(fā)展,對支座的要求也越來越高,因而在一些特殊場合也就需要使用一些特殊的支座,如抗拉支座、抗震支座等。抗拉支座主要是通過在支座中心埋設一根拉力螺栓或預應力鋼筋,將梁底和支座墊石相連,由拉力螺栓或預應力鋼筋承受拉力,抗震支座設計的主要是從剛性和柔性兩方面進行的,其中多以柔性抗震體系為主,滑動摩擦體系、橡膠類減震類體系以及鋼耗能體系等抗震支座的研究技術較為成熟,這些抗震支座體系的主要工作原理是通過調節(jié)振動頻率比和阻尼比來降低結構的響應,起到抗震的效果。
三、 橋梁支座的主要病害及今后發(fā)展的過程中也出現(xiàn)的一些問題。
1、支座的選擇、安裝工藝不合理,在部分橋梁的建設中由于設計、施工人員的技術水平的問題,沒有選擇合理的支座形式;在支座的安裝過程中也沒有按照具體的規(guī)范要求進行合理、正確的安裝,從而導致支座脫空、滑移、變形過大等現(xiàn)象的出現(xiàn),嚴重影響橋梁的使用性能。
2、用于生產(chǎn)的原材料不符合規(guī)范的要求,有的生產(chǎn)廠家為了牟取利潤,以次充好,甚至采用再生膠生產(chǎn),使產(chǎn)品質量令人憂慮。
3、 支座的養(yǎng)護、更換不及時造成的病害,如鋼支座在達到使用壽命后就要及時進行更換,否則會因為銹蝕過于嚴重而影響其正常使用;橡膠支座也會隨著使用年限的增長出現(xiàn)老化現(xiàn)象。為了是橋梁支座更好的適應橋梁建設的發(fā)展,今后的橋梁支座的發(fā)展可從以下幾個方向進行研究和改進。(1) 進一步規(guī)范支座的生產(chǎn)行業(yè) ,加強監(jiān)管力度,嚴厲打擊不法廠商;同時施工部門也應加強對支座性能的檢測,嚴禁使用質量不符合要求的支座。
結束語 (2)加強對制作支座的材料的研制開發(fā)工作,以便將強度更高、使用壽命長、抗震性更好的材料用于支座的生產(chǎn)。(3) 進一步研制構造更為合理的橋梁支座,使其受力更為合理,使用性能進一步提高。
質量的設計必須是設計與工藝密切配合,深人掌握有關設備狀況,從而使設計更完美。并通過施工的檢驗,使設計質量更提高一步。支座作為橋梁上部結構和下部結構的紐帶,在橋梁的建設中起著至關重要的作用,它將直接影響橋梁結構的使用性能和壽命,雖然現(xiàn)在也對一些新型支座(抗拉、抗震支座等)的研究取得了一定的成果,但是為了適應橋梁結構的快速發(fā)展的需要,制造出承載力更大、性能更優(yōu)及抗震性能更好的支座是勢在必行,也是為促進交通事業(yè)的發(fā)展的一項重大舉措。