板式橡膠支座病害成因與防治措施

張 銀

（北京城市快軌建設管理有限公司，北京 100027）

近年來，我國經濟的快速發展帶動了交通事業的大力開展。同時，公路橋梁的通車里程與荷載也不斷增加，橋梁病害的產生給橋梁的通行和管理帶來了極大的不便。針對當前橋梁出現的病害狀況和不斷增長的態勢，迫切需要橋梁工作者對其進行深入地研究，并提出相應的預防及解決措施，以確保橋梁的穩定運營。

1 板式橡膠支座病害成因

板式橡膠橋梁支座病害的發生逐漸呈現出多發性與重發性的趨勢，究其原因主要是在公路橋梁工程的設計、選材、施工和運營環節中未引起足夠的重視，始終欠缺在技術和管理上的支持。

1.1 設計環節

橋梁設計工作者對橡膠支座的性能了解不夠深入，設計計算中考慮承載能力、抗剪能力、抗滑性驗算不夠全面，最終導致橡膠支座在實際應用中承受荷載與理論不甚相符，繼而發生病害。由于設計原因而導致的支座病害主要有以下幾種情況：橋梁總橫坡設計時，固定支座需設置在下坡方向的坡臺上，如支座設置考慮不周，容易引起支座受剪切壓力超出承受能力，實際的轉角和位移與設計不符，造成橡膠板式支座的局部超壓，發生支座剪切破壞等病害；對于只有單向滑動需求的梁底支座，設計時滑動方向錯誤，如對于曲線梁，梁底外側支座應具有橫向滑動能力，設計工程師經常錯誤地將之設計布置為縱向滑動支座。

1.2 支座制造和加工環節

橡膠支座選用的橡膠材料的性能直接決定著其以后的使用性能。橡膠材料的制造加工工藝中受到配方、工藝技術、加工環境等多方面因素的影響，在產品輸出后就難以保證橡膠支座的性能指標完全一致。橡膠支座的性能指標存在差異，其承受荷載和位移的能力就存在差別。根據橡膠材料的相關規范資料可以了解，同一批次檢驗合格的橡膠支座在彈性模量這個指標上差別能夠達到30%～40%。也就是說，同樣的荷載作用下，同樣的橡膠支座所產生的彈性變形存在差異，而由此引起的橋梁上部結構所產生的次生壓力偏差也較大，如此就使得個別支座承受荷載過大而發生破壞，甚至進一步發生連鎖反應，導致更為嚴重的病害。

1.3 工程施工環節

板式橡膠支座的安裝技術和施工工藝很重要，支座的安裝質量將直接影響支座的受力狀況和耐久性能，主要體現在以下幾個方面。

（1）支座墊石施工質量不合格。

（2）支座安放時，支座中心線與設計支座中心線不重合，支座就位不準確，使支座處在與設計狀態不相符的受力狀態。

（3）橋梁設計有縱橫坡時，梁底預埋鋼板應確保底面水平，但根據目前的施工工藝和技術，很難做到完全水平，且梁體張拉起拱，總會發生輕微的轉動變形，影響預埋鋼板的精確度，使支座出現局部脫空、偏壓、初始剪切變形過大等現象。

（4）個別支座的規格型號與設計要求不完全相符。

1.4 運營方面

在公路橋梁的運營過程中，管理不當也會導致橡膠支座的病害發生。主要包括以下幾個方面。

（1）支座超載。在我國公路運營中，路橋超載現象普遍存在，實際的運營荷載已經遠遠超過了設計荷載，引起板式橡膠支座的疲勞累積，導致支座發生硬性破壞的概率大大上升。橡膠支座在長期的超載負荷下，使用壽命也會不斷下降。

（2）材料老化。橡膠產品的老化不可避免，但是項目施工管理失當引起的支座偏載、活載等加速了支座的疲勞老化進程。

（3）硬性破壞。橋梁其他病害的發生引起支座的脫空或剪切位移過大，都會給支座帶來強有力的破害，導致支座受損。

（4）養護不到位。實際橋梁的運行中，很多都沒有得到及時有效的養護，以至于對初期產生的微小損傷沒有及時得到解決，進而引發更大的損傷和病害。

2 板式橡膠支座病害防治對策

板式橡膠支座病害出現的原因是多方面的，橋梁工程的每一個環節的不足都可能導致支座病害。因此，支座病害的防治也應當從多個環節加強管理。

2.1 設計環節

公路橋梁板式橡膠支座病害的預防應從設計環節開始。針對板式橡膠支座在使用過程中表現出的設計缺陷，要求設計人員在支座設計選型過程中在重視豎向承載力驗算的同時，也應該嚴格地驗算水平承載力、剪切變形和轉角，尤其是支座變形驗算需得到極大的重視。對于在使用中出現的實際轉角超出相應規格支座允許轉角的情況，應進行單獨設計，而不能直接選用。支座設計時應在上下表面設置承壓鋼板，使支座與梁體均勻接觸，消除梁體和墩頂混凝土表面不平整所帶來的不利影響。

2.2 工程施工環節

當前國內生產板式橡膠支座的廠家眾多，在支座的選用環節上應當嚴格管理。支座的質量直接影響著其以后使用過程中的可靠性和壽命，應嚴格選用質量過關和信譽良好的廠家生產的產品，杜絕質量存在缺陷的支座進入工程施工中。除板式橡膠支座設計和選型、加工質量符合相關技術標準以外，正確的施工與安裝是橡膠支座應用成功與否的關鍵所在。板式橡膠支座施工中，在安裝前首先要做足前期的準備工作，其次要重點保證加工制造和施工環節的質量控制，故在支座的加工制造過程中應嚴格按照生產工藝流程進行，保證原材料質量；施工過程中應加強管理，選擇專業化施工隊伍，保證支座安裝定位準確，支座受力均勻。

2.3 運營管理對策

定期檢查和維護保養可以及時有效地防止病害的出現和惡化，一旦發現可能導致病害發生的不利因素應及時進行修補與更換。板式橡膠支座的工作環境應盡量清潔，檢查中應注意清除支座周圍的污水、積雪、冰塊及其他雜物，尤其是要避免支座接觸油脂及其他對橡膠有腐蝕性的物質，對梁底及墩、臺帽上的殘存機油等應進行清洗，防止因橡膠老化、腐蝕而失去作用。此外，車輛超載現象的日益嚴重，相關部門加大對路橋通行車輛的管理，應嚴格限制運營車輛荷載等級，禁止超過橋梁設計荷載等級的車輛上橋。

3 結語

橋梁病害的發生對橋梁的安全性和耐久性造成了極大的隱患，為公路橋梁的通行帶來了阻礙。通過以上對橋梁支座病害的成因分析可知，支座病害的防治重點在于支座的產品選用和安裝施工環節。因此，應著重加強這兩個環節的管控，保證材料和產品進入施工過程中的質量，在施工中嚴格按照相關工程規范和工藝流程進行，保證支座安裝定位準確，受力符合設計和理論要求。

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