基于支座脫空對橋梁受力性能影響的研究綜述

（重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074）

基于支座脫空對橋梁受力性能影響的研究綜述

金成昊

（重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074）

文中在介紹了在橋梁工程中設置支座的重要性基礎上，通過對國內外相關文獻進行分類、歸納和總結，從設計方面、施工方面和支座材料性能方面綜述了支座脫空在橋梁工程中的現狀和研究進展，同時對由支座脫空而給橋梁結構體系的受力狀態和支座本身造成的影響做了詳細的總結和思考，并就對支座脫空這一工程問題提出了自己的處理措施。（1）在梁體與橋臺之間設置抗拉支座。支座脫空現象勢必會引起支座處產生負反力，也就是說如何消除支座負反力才是解決這一問題的核心。盡管抗拉支座的施工很不方便，但是它對于解決支座脫空問題卻是很有效的。（2）合理布置橋梁的孔徑。對于多跨連續梁來說，在滿足設計要求的前提下盡量增大邊跨的跨徑，這樣不僅可以減小鄰跨支點處的彎矩而且也能避免支座脫空現象的發生。

支座脫空；曲線梁；預偏心；橋梁施工；支反力

1 引言

在橋梁結構中，支座作為其上、下部結構之間的主要連接構件，主要有兩方面的作用：一方面是它將上部結構所受的荷載直接傳遞給下部結構，使上、下部結構組成一個有機整體共同來承受荷載，包括恒載和活載引起的豎向力和水平力；另一方面，橋梁的上部結構在荷載、溫度變化、混凝土收縮徐變等作用下，會產生應力應變，橋梁可以借助支座而實現自由變形，使結構的實際的受力狀況符合設計計算圖式，保護梁端和墩臺墩帽不受損傷。橋梁支座以其顯著地經濟適用性得到了工程和學術界的普遍認可。但是在工程質量的檢查中時常會發現由于設計、施工以及運營不當的原因，常常使支座出現各種病害，最為典型的就是支座脫空了。尤其是曲線橋和斜交橋中，出現這一現象最為普遍了。

2 支座脫空的原因

2.1設計方面

橋梁作為一種空間構，其線性由平、縱、橫三個方面控制。從幾何學角度考慮，三點可以確定一個平面，但對于一個三維實體的橋梁支座來說，空間上要求四點甚至更多的點位于同一個平面。這些位于同一平面的點收到平、縱、橫的先行指標的線性約束，受到斜橋、彎橋等支點受力復雜的結構約束。設計上給定數值來指導施工要綜合考慮上

述因素。在橋梁設計過程中理論與實踐不能有效的結合，致使設計不能有效、正確的指導施工。楊懷慶、劉永福、彭增剛等[2-8]通過《橋規》（JTJ 041-2000)及公路橋涵施工技術規范[13]中規定：“支座墊石標高準確，表面平整在平坡的情況下同一片梁兩端支座墊石水平面應盡量處在同一平面內。其相對誤差不應超過3mm，避免支座偏歪，不均受力和脫空現象。”然而在土建工程中相對高程誤差3mm是不容易做到的，如果按照那樣的設計標準來指導施工顯然是不科學的。

2.2施工方面

橋梁施工是橋梁建設過程中相當重要的階段。劉永福，彭增剛，陳福斌等[13-28]多年來通過對一些橋梁檢測數據的分析以及對實際橋梁支座破壞的研究認為按目前的施工工藝要想完全解決支座脫空問題是不可能的，由施工造成支座脫空的原因主要有:

2.2.1 墩臺、支座墊石

對墩臺、支座墊石施工過程的控制不嚴，支座墊石的標高不能滿足設計要求。尤其是那些斜橋、彎橋。對墩臺、墊石的施工太粗糙，使得墩臺、墊石表面不平整，從而使橋梁地面與支座接觸處由面與面的接觸變為點和點的接觸，使支座脫空。

2.2.2 梁體吊用

我們很容易想到在橋梁施工過程中，對橋梁的運輸、吊移過程是必不可少的環節，也是梁體最容易受損破壞的環節 。因此在這個過程中由于活荷載的作用使得梁體發生內力重分布。從而造成梁板底面撓曲，支座脫空。

2.2.3 梁體的安裝

橋梁安裝以后未及時對各片梁體進行整體化，同時也沒有及時進行橋面鋪裝施工，造成了反拱太大。

3 支座脫空的危害

支座發生脫空以后就會大大降低了梁體的穩定性，在車輛等動力荷載作用下使梁體和支座發生振動并使梁體與支座發生碰撞。如粗反復作用下，將會嚴重損壞梁體和支座。嚴重影響了橋梁的使用性能和支座的壽命，嚴重時甚至發生質量安全事故。可以說支座脫空在橋梁施工過程中的一個質量通病，如不及時解決將會造成嚴重的后果。

3.1損壞梁板

梁板與支座脫空以后，將使梁體所受約束減少，受力體系發生改變，在荷載反復作用下，最終導致梁體發生剪切破壞，同時橋梁支座脫空會導致梁體發生較大的扭轉變形，進而帶動伸縮縫扭曲、變形，嚴重影響了伸縮縫的正常使用功能。

3.2降低支座的使用壽命

支座脫空以后使原本受靜、動荷載的支座承受了很大動能沖擊性的荷載，造成了支座的破損。另外支座脫空使得支座暴露在自然界缺少必要的養護而容易遭受腐蝕破壞。

4 支座脫空問題的預防措施

通過查閱有關支座脫空方面的學術研究文獻我們能夠清晰地知道要想徹底的解決這一問題無論是從設計還是施工，甚至對于支座本身的研究來說都是不可能的。為此我們應該綜合考慮各種因素總結出有效的防治措施：

4.1設計方面

首先設計人員應該從平、縱、橫、三方面綜合考慮如何完善關于調平鋼板尺寸的施工圖設計。對于支座墊石的設計應該綜合考慮他的強度、平整度以及支座安放的角度等多項指標。

4.2施工方面

（1）由于底模容易受雨水和溫度變化的影響而發生變形，在橋梁施工期間要隨時檢查、矯正預制梁底模。

（2）在澆筑混凝土之前應該對梁體預埋鋼板位置和標高進行檢查。如不符合要求應立即調整。

（3）對梁體地板的沙箱進行實時檢查看是否露沙。

5 支座脫空問題的處理措施

5.1 楊懷慶等[2-8]人利用多年的施工經驗和對支座脫空現象的深入理解提出了加入鋼板的施工方法。具體的步驟是（1）確定鋼板的厚度，制備鋼板；（2）人工支頂梁板。（3）將脫落支座移除，清理碎屑。

5.2 更換支座

由于支座本身性能的劣化而導致支座脫空現象的發生，對于這種情況可以考慮采用更支座的方法。

5.3 劉永福等[2]通過對板梁橋支座脫空現象的研究得出整體抬升的起重袋法。這種方法是采用耐磨、耐老化、耐疲勞的優質橡膠與抗彎強度鋼絲簾布經特殊加工制成的，用這種方法可以順利地整體抬升半幅或整幅橋，能夠很方便的調整支座。

6 結論

支座在橋梁結構中雖說是附屬設施，但它關系著橋梁上下部結構的受力狀態，起著承上啟下的重要作用，因此支座脫空這一工程問題必須要得到有效的解決。在此我就自己對于這一工程問題的解決方法提出幾種解決措施：

在梁體與橋臺之間設置抗拉支座。支座脫空現象勢必會引起支處產生負反力，也就是說如何消除支座負反力才是解決這一問題的核心。為了解決這一問題我們可以設計抗拉支座來解決支座脫空帶來的危害。

曲線橋梁及斜板橋橫向水平應力與直線橋梁存在差異，具體主要表現在橋梁外側應力增大，橋梁內測應力減小，外邊緣的撓度將會大于內邊緣的撓度尤其在動力荷載作用下，內側支座脫空的可能性會很大。

[1]邵靜，姚菲，徐玉華.隔震支座技術的研究綜述[J].四川建筑科學研究.

[2]楊懷慶.支座脫空的原因及處置方法[J].交通世界.2012（9）：238-239.(Yang

[3]劉永福，戴光榮，杜亞江.板梁橋支座脫空分析及處理[J].公路.1996（6）：

[4]彭曾剛.關于消除公路橋預制板梁支座脫空問題的探討[J].安徽建筑工業學院學報（自然科學版）.2006

[5]張軍.大跨寬幅箱梁支承體系受力分析[6]王成標.對板梁支座設置的探討[J].公路交通技術.2001(8)：53-56.(Wang

[7]劉磊華，舒昌信.鋼筋混凝土連續剛構橋箱梁支座脫空處理[J].湖南交通技.2004(4).：42-46.(Liu Leihua, Shu

[8]皮天祥，陳明政.鋼筋混凝土連續梁支反力增量相關方程的計算[J].重慶大學報（自然科學報）.2011（2）：24-27.

[9]王娟.公路橋梁橡膠支座的常見病害成因[J].橋梁隧道.2013(14):125-126.(Wang

[10]吳玉華，蔡若虹，楊育人.獨柱墩連續梁橋的穩定影響因素分析[J].公路工程.2011(6):93-95.(Cai Ruohong, Wu

楊佳，昆明有色冶金設計研究院股份公司電氣分院

U45

B

1007-6344（2017）06-0032-02

唐小辛，1984年9月4日，女，漢，工程師，本科，學士，供配電系統，昆明有色冶金設計研究院股份公司電氣分院