關于橡膠支座在安裝使用過程中常見異常現象的分析與排除

韋國

橡膠支座是橋梁結構的一個重要組成部分，是連接橋梁上部結構和下部結構的重要構件，是直接影響橋梁壽命與行車安全的關鍵。橡膠支座在我國應用的近三十年間，經過研究與提高，在橋梁工程上得到了廣泛應用，對提升橋梁的使用壽命和行車舒適性及安全性提供了可靠保證。橡膠支座就其本身技術而言在我國已成熟。但是，一個完善的技術具體到應用過程中，還應本著科學合理選型，嚴格制造工藝，正確安裝使用三要素并舉的原則，才能充分體現其技術應具備的功能。

橡膠支座基本涵蓋板式橡膠支座和盆式橡膠支座兩個類型的支座。本文主要就板式橡膠支座在安裝使用過程中的常見異常現象與大家共同探討。

板式橡膠支座的主要功能是將橋梁上部結構的反力可靠地傳遞給墩臺，并同時能完成梁體結構所需要的變形（水平位移及轉角）。根據這些要求，板式橡膠支座應在垂直方向具有足夠的剛度，從而保證在最大豎向荷載作用下板式橡膠支座產生較小的變形；在水平方向則應具有一定的柔性，以適應梁體由于受制動力、環境、溫度、混凝土的收縮和徐變及荷載作用等引起的水平位移；同時板式橡膠支座還應適應梁端的轉動。

一、板式橡膠支座的初始剪切變形現象（圖示1）

圖示 1

這種現象在板式橡膠支座安裝就位，梁體落梁或現澆梁拆除模板后的近期內表現較為普遍。其原因 1 是由于環境溫度的變化和混凝土的收縮徐變而導致。 2 是由于落梁過程中在板式橡膠支座受到初始壓力后人為的移動梁體而導致。原因 1 的避免方法交通部公路規劃設計院一九八八年組織匯編的《板式橡膠支座》一書中提到：安裝板式橡膠支座最好在年平均氣溫時進行，以減少由于環境溫度變化而造成梁體膨脹或收縮給板式橡膠支座造成的不應有的初始剪切變形。當不可避免一定要在最高環境溫度或最低環境溫度條件下安裝施工時， 可使用板式橡膠支座產生預變位的辦法。但是，這一方案在施工過程中由于受多種因素的制約難以實現。我們在多年的現場服務中總結了一些經驗，在這里介紹大家，供大家在板式橡膠支座安裝施工過程中予以參考。

板式橡膠支座在安裝施工過程中，在有條件的前題下應對環境溫度予以考慮，另外主要是保證在落梁的時候避免板式橡膠支座發生初始剪切。在落梁后不要急于拆除架梁設施，待每片梁落下后要仔細檢查板式橡膠支座是否有初始剪切現象，如果有一定要進行調整，調整這種現象只需稍微的起高一側梁端，板式橡膠支座就會在自身彈性作用下自動復位，做到了這一點就為板式橡膠支座的初始剪切變形減少了很大的不利因素。在橋面鋪裝前還應對板式橡膠支座的剪切變形進行一次檢查調整，這次檢查調整要盡量選擇靠近年平均氣溫的天氣，這時架梁設施已拆除，可使用千斤頂等相應工具將梁端稍微頂起，板式橡膠支座應自動復位，否則應予以更換。橋梁鋪裝前應重新檢查已使用的板式橡膠支座，因為這個時候梁體經過了一個較長時期的收縮徐變已趨于穩定，而且橋面尚未鋪裝，每一片梁的每一端均可單獨升高，施工簡單而方便，所以該環節應引起施工現場工程技術人員的高度注意。

二、板式橡膠支座承壓后側面波紋狀凹凸現象（圖示2）

圖示 2

由于板式橡膠支座是由多層橡膠與多層鋼板交替平行疊置并通過硫化工藝相互粘連制成，橡膠層的厚度和鋼板的厚度由板式橡膠支座的規格及形狀系數確定，板式橡膠支座的單層橡膠厚度大致分為：5㎜、8㎜、11㎜、15㎜、18㎜，板式橡膠支座的單層鋼板厚度大致分為：2㎜、3㎜、4㎜、5㎜。由于其結構的特性，當板式橡膠支座受到垂直荷載的時候，在橡膠層厚度不同的支座上，其橡膠層處會出現明顯或不明顯的弧形突凸、鋼板處會出現弧形凹槽狀，因此形成了板式橡膠支座的側面波紋狀凸凹現象。這種現象從理論上講應視為正常現象，但這種正常現象應表現為板式橡膠支座四周側面的波紋狀凸凹應基本一致，否則應視為異常現象。異常現象的產生基本上有兩種因素造成， 1 是梁體偏壓板式橡膠支座。也就是說在梁體的作用下，板式橡膠支座的受力點未在中心。該現象輕者表現在同塊板式橡膠支座上波紋狀凸凹現象不一致，重者造成板式橡膠支座單邊脫空。 2 是梁底預埋鋼板不平，其表面是由于焊接鋼筋引起的鋼板彎曲變形。

原因 1 解決的方案是：在吊梁前對梁體和墩臺支承墊石進行檢查，檢查梁端底面與板式橡膠支座相關聯處是否平整、兩個板式橡膠支座相關聯處是否平行。如不符合應即時修整，應杜絕落梁后使用填塞楔形塊的解決方法。關于原因 2 ，應在梁底鋼板焊接與制造中解決。往往有部分施工單位為了節約成本忽略了梁底鋼板的質量問題，直接用毛坯鋼板作為梁底鋼板或焊接錨固鋼筋后不進行調整，因此引起了鋼板彎曲變形。因為這些原因的存在使得落梁后板式橡膠支座產生壓偏現象，另外因梁底鋼板的弧形彎曲變形落梁后至使板式橡膠支座周邊預先受力，使板式橡膠支座的波紋狀凸凹現象更為明顯。較大的波紋狀凸凹現象將會加劇板式橡膠支座的老化，從而出現表面龜裂現象。如梁體已預制完成或因種種原因造成了不可調整的事實，建議采用環氧樹脂進行修復以達到預埋鋼板表面平整之目的。

三、質量確認難

上述三類情況是板式橡膠支座在安裝使用過程中常見的異常現象，異常現象不能及時排除將會降低板式橡膠支座的使用壽命。但是有一個隱形的異常現象也不容忽視，那就是較大型的板式橡膠支座的質量確認。因為我國目前受檢測能力的限制，無法對大型板式橡膠支座進行實體檢驗，相關技術資料也不能為此確定一個較為完善的技術數據和驗證條款，嚴格的講其技術數據的科學性和產品質量的符合性都無法確認和保證。也因此給市場造成了混亂，給工程的施工單位和監理單位帶來了困惑，給工程埋上了質量隱患。為此建議橋梁設計單位，承載力超過3000KN的支座盡量選用盆式橡膠支座，以確保工程質量。

鐵道部科學研究院研究員莊軍生老師編著的《橋梁支座》一書中有關章節顯示：“根據國內外技術資料表明，在正常情況下在我國板式橡膠支座使用壽命50年應是沒有什么問題的……。”當然這需要設計、制造、施工各過程都要有一個嚴肅認真的態度才能實現。

參考文獻

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