郭 文 杰

(临沂市知行交通规划设计有限公司,山东 临沂 276000)

在小跨径预应力混凝土空心板桥和钢筋混凝土空心板和实心板桥中,上部结构和墩台之间所设置支座的主要功能是传递梁板、桥面铺装及附属工程的支承反力,包括活载和恒载引起的水平力和竖向力,保证结构在混凝土收缩及徐变、活载、温度变化、恒载等因素作用下的自变形,并且使结构的实际受力状态基本符合结构的静力图式,对桥梁的耐久性及质量具有重要的影响。因此一定要高度重视支座的设计水平、梁板安装的精确度、支座安装的质量问题。

1 板式橡胶支座

板式橡胶支座因其具有安装方便、易于更换、构造简单、节省钢材、价格低廉、养护简便等特点被小跨径桥梁广泛使用。板式橡胶支座是连接桥梁上部结构和下部墩台的结构部件,它能将梁板、桥面铺装及附属工程的反力和变形(位移和转角)可靠的传递给桥梁墩台下部结构,从而使实际受力情况与计算的理论图式更接近。

2 GYZ圆形板式橡胶支座

GYZ圆形板式橡胶支座是由各向同性的多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。

3 GYZ圆形板式橡胶支座的特点

1)其机械性能在平面上的各向同性,更适用于小跨径桥梁;

2)有良好的防震功能,可减少动载对桥跨结构与墩台的冲击;

3)有足够的竖向刚度来承受垂直荷载,并且能将上部构造的受力可靠地传递给下部结构;

4)有较大的剪切变形来满足梁板、桥面铺装及附属结构的水平位移;

5)有良好的弹性以适应梁端的转动。

圆形板式橡胶支座结构图见图1,圆形板式橡胶支座力学性能参数表见表1。

表1 圆形板式橡胶支座力学性能参数表

项目指标符合交通部标准符合国家标准备注极限抗压强度/MPa≥70≥70容许平均压应力/MPa1010抗压弹性模量E1/MPa[E]±[E]×20%[E]±[E]×30%抗剪弹性模量G1/MPa[G]±[G]×15%[G]±[G]×15%老化后抗剪弹性模量G2/MPa[G1]±[G]×15%[G1]±[G]×15%实测转角正切值tanθ混凝土桥≥1/300≥1/300钢桥≥1/500≥1/500四氟板与不锈钢板摩擦系数μf≤0.03≤0.03E=5.4G·S2,G=1,S=d-104δ1,其中,S形状系数;δ1为中间单层橡胶片厚度;d为圆形支座直径

根据胶料物理机械性能参数(见表2),在山东地区优先选用天然橡胶支座,见图2。

表2 胶料物理机械性能参数表

4 小跨径桥梁圆形板式橡胶支座设置经验结果

根据工程设计中的经验及支座有效承压面积、剪变模量、支座橡胶层总厚度等的计算得出板式橡胶支座的尺寸及厚度,统计见表3。

表3 小跨径桥支座选定(特殊桥梁应进行特殊计算)

5 桥梁支座的质量问题

我国的桥梁的支座还存在的问题主要表现在以下几个方面:

1)桥梁的支座位置放置的不十分准确。桥梁上部结构和下部结构即墩台之间设置的支座结构会产生一定的位置偏差,主要包括横竖位置放反、横桥向位置偏差、顺桥向位置偏差等。

2)支座的受力不均衡。桥梁的支座安装时可能引起各个部位承受的力不均衡,因此引起了支座受力不完全。主要包括脱空、不密贴、半脱空、敲击能移动等。

3)支座垫石标高的质量在施工时没有得到较好的控制。桥梁的支座垫石标高因控制不严所引起桥梁的负荷会不同,这容易引起桥梁的耐久性及桥梁支座的使用寿命等受到影响。主要包括支座下垫较厚砂浆、支座顶垫砂浆,支座垫石因二次浇筑而出现脱空现象,支座上、下垫多层钢板,支座下垫钢板或支座垫石尺寸偏小等。

4)支座的剪切及变形很严重及支座所选用的型号不合适。桥梁支座的型号选用不当会导致桥梁支座所能承受负荷的能力下降并因此产生断裂,这时应改用其他型号的支座。如在施工中对支座型号等有疑问应及时与设计单位联系。

5)钢板未及时进行防腐防锈处理等。小跨径桥梁选用的支座的底部的固定板一般都是钢板,它很容易被腐蚀,因此为使桥梁的支座更牢靠更有耐久性应当对底板进行防腐防锈处理。

6 桥梁支座安装质量问题的解决方法

桥梁支座安装前应对安装人员进行系统培训,操作人员首先要仔细核对图纸、研究图纸,选定施工放样方案、方法,控制标高的方案和方法,及减少误差的方案和方法。技术工人应本着认真、诚实的原则,对施工方法以及操作要领认真领悟、认真执行。施工管理人员应分工明确,对于技术交底不详细、不彻底,甚至有歧义的地方应及时指出,桥梁支座的安装技术交底不应仅停留在书面阶段,现场操作工人对具体的作业要求必须了解。监理旁站应严格履行工序验收制度,即本道工序未经过验收,不准进入下道工序作业。相关人员应认真理解、专门负责等。

检查时应对桥梁支座位置进行检查,未按设计要求放置的要按照施工图或设计变更图纸要求进行放置。如发现已损坏的支座,支座剪切变形,或者过小尺寸的支座应进行替换以防止支座剪切变形。加固处理时为防止开裂可在混凝土内加一层薄钢丝网加固然后待混凝土强度达到设计要求的支座安装强度要求时再进行支座的安装。对不符合要求的桥梁支座底部的钢板,也要按照规定进行更换的同时所有外露钢板,都需要进行防锈处理。

7 结语

文章经过研究及多年的经验选定了小跨径桥梁支座的一般经验值,也分析了目前正在使用的桥梁支座在施工过程中出现的问题,提出了一些解决措施及预防建议,这项研究对于提高桥梁支座的安装质量及桥梁支座的耐久性具有重要的现实意义,对于未来新建小跨径桥梁支座的安装具有重要的参考价值和借鉴意义。只有严格执行了设计、施工、维护全过程桥梁支座正确选定及安装的方法,才能保证桥梁的质量,同时也能有效的保证桥梁的适用性能。