广东省公路桥梁板式橡胶支座病害调查分析.pdf

铁道建筑
2014年第6期
Railway Engineering
文章编号:1003-1995(2014)06-0047-03
广东省公路桥梁板式橡胶支座病害调查分析
吴玉财,张勇2
(1.广东省高速公路有限公司,广东广州510100;2.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081)
摘要:板式櫲胶支座是国内外广泛应用的桥梁支座,近年来板式橡胶支座的病害呈现逐年増加的趋势,
已经引起工程技术人员的关注。本文以广东省内多条高速公路桥梁病害调查结果为基础,对板式櫲胶
支座常见典型病害进行了分析,并从设计选型、加工制造、施工安装以及养护维修四个方面对病害原因
进行了初步分析,可为支座病害评估及制定处治对策提供技术支持。
关键词:板式橡胶攴座病害原因分析
中图分类号:U443.361文献标识码:ADO1:10.3969/j.is.1003-1995.2014.06.14
由于板式橡胶支座在桥梁工程造价中所占比例较
小,往往未引起工程技术人员和管理人员的重视,在使
用过程中极易成为桥梁结构的薄弱环节,使支座病害
成为公路桥梁的多发病害和常见病害。
本文根据广东省内多条高速公路桥梁病害调查结
果,对板式橡胶支座的病害类型进行分类,并对病害产
生的原因进行了初步分析,为评估支座病害对结构的
影响和制定养护维修对策提供依据。
图1支座局部脱空
1典型病害类型
构变形的能力有限,当上部结构的变形超过支座容许
的剪切变形能力时,支座将产生剪切变形超限的病害,
1)局部脱空及整体脱空
局部脱空是指支座上顶面与梁底面(或不锈钢部分病害严重的支座甚至出现支座卷边的现象
(图2)。
底面)或支座下底面与支座垫石顶面(或盖梁顶面)接
触不密实,导致支座出现局部承压的现象。局部脱空
(图1)将导致支座使用应力增大,压缩变形增大,可能
引发支座出现开裂等其它次生病害。
整体脱空是指支座上顶面与梁底面(或不锈钢板
底面)存在间隙而未进行接触,从而使上部结构偏离
原设计支撑状态。整体脱空将产生支座反力的重分
配,导致其它支座反力增大,相应的压缩变形亦增大,
可能引发支座开裂等其它次生病害。
图2支座剪切变形超限
2)剪切变形超限
普通板式橡胶支座(非四氟滑板支座)主要通过
3)橡胶开裂
橡胶的剪切变形来适应上部结构由于温度、混凝土收
板式橡胶支座橡胶开裂指支座表面产生规则或不
缩徐变和活载的作用等引起的变形。由于板式橡胶支规则的裂纹(图3),裂纹宽度、深度及分布位置无明显
座橡胶层总厚度一定,因此普通板式橡胶适应上部结规律性,部分病害严重的支座甚至出现加劲钢板锈蚀、
支座分块丧失承载能力的现象。
收稿日期:2014-01-10;修回日期:2014-03-10
4)橡胶不均匀鼓凸变形
作者简介:吴玉财(1974-),男,广东普宁人,高级工程师
正常工作状态下,支座外表面在各层加劲钢板之
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June 2014
图3支座橡胶开裂
图6板式橡胶支座安装偏位
间应产生鼓凸高度大致相等,且分布均匀的轻微变形。
7)工作环境差
橡胶不均匀鼓凸变形是指支座在竖向荷载作用
工作环境差指支座在使用过程中被施工垃圾(泥
下,支座外表面产生鼓凸高度不等的变形(图4),部分砂、砂浆、模板等)包裹,遭受雨水浸渍和污染物污染
病害严重的支座甚至出现整个支座高度范围橡胶保护等(图7),存在此类病害的支座将部分或全部失去其
层的鼓凸变形。产生不均匀鼓凸的原因应是支座偏压正常功能(如承压、转动、滑动),支座使用性能及耐久
及支座内部钢板与橡胶脱胶等。
性难以得到保证。
图4支座橡胶非均匀鼓凸变形
图7板式橡胶支座工作环境不规范
5)滑板支座病害
2原因分析
四氟滑板支座在使用过程中常见病害包括四氟滑
板挤出、梁底未安装不锈钢板、四氟滑板破损(图5)、
从全寿命过程来看,影响支座正常使用的因素主
卷边及四氟滑板与橡胶层硫化失效等,导致支座失去要包括四个方面:设计选型、加工制造、施工安装及养
滑动功能,无法满足上部结构由于温度、收缩、徐变和护维修。根据支座在正常使用过程中出现的病害及表
活载的作用等产生的变形要求。
现特征,可将引起各种病害的原因分为以下几类。
2.1设计选型
1)型号偏小,使用应力偏大
由于支座极限承载能力较支座设计承载能力大
(板式橡胶支座极限抗压强度要求不低于设计强度的
7倍),型号偏小导致支座承载能力丧失的病害较为少
见,但支座型号偏小后橡胶的使用应力偏大,往往引起
橡胶鼓凸变形增大,导致橡胶开裂。若考虑超载车辆
图5四氟滑板支座病害
运营及支座反力重分配等因素,支座型号偏小后支座
使用应力增大的水平往往难以估计。
6)安装偏位
2)注重承载力选型,忽视位移能力选型
支座安装偏位指支座底面偏出支座垫石(或下垫
国内大跨径桥梁支座设计一般较为注重承载力和
钢板)范围或支座顶面偏出梁底面或预埋钢板及不锈位移能力的设计选型,但对于中小跨度桥梁(占全部
钢板(图6),导致支座出现部分承压、部分悬空的桥梁的比重较大)往往更多地关注承载力的选型,忽
现象。
视位移能力的设计选型。这样可能引起支座安装后就