橋梁支座施工質量通病治理技術研究

柳 凱

(中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215000)

1 前 言

橋梁支座作為橋梁受力的關節，起著承受橋梁上部恒載、活載以及偶然荷載的作用，并保證橋跨結構在荷載、溫度以及混凝土收縮徐變的情況下能夠產生適應性變形量，從而使橋梁結構的受力特征符合結構的受力圖式，見圖1。

圖1 簡支梁靜力圖式

橡膠支座分類方法較多，通常在受力特征上分為固定支座和活動支座，按其形狀，又可以分為球形支座、盆式支座和板式支座。目前江蘇省高速公路梁式橋支座常用的有盆式支座和板式支座。其中盆式支座一般設置在橋梁受力和跨徑較大的橋梁，而板式支座則用于跨徑較小的橋梁。

對于固定支座，其受力特征是固定梁體位置，承受水平及豎向荷載，確保梁體產生變形時在支點處能夠延豎軸轉動。對于活動支座，其只承受由上部結構傳遞下來的豎向力，并確保梁體在支點處的轉動以及水平位移。

在支座安裝時，只有知道支座的工作原理，理解設計意圖，并知道支座在所在橋梁中所起到的用途作用，才能夠避免在支座施工時出現嚴重的質量通病，給后續橋梁運營留下隱患。在橋梁的支座施工安裝過程中，不能改變支座應有的構造形式，否則會改變橋梁的整體受力性能。

2 橡膠支座施工安裝通病

2.1 通病產生的概況

橡膠支座在橋梁支座應用中具有較大優勢，比如具有良好的變形性能，可以延任何方向適用變形，因此，具有良好的足夠抵制正應力和剪應力的強度特性。

橋梁支座的主要病害表現在盆式支座傾斜、單向支座方向反置、四氟滑板損害，板式支座脫空、滑動支座失效、支座初始剪切變形變大、壓縮變形大、支座的有效高度減小等病害。這些病害，導致了橋梁的整體受力性能的改變，支座喪失部分或全部功效，對橋梁質量以及行車的安全性帶來極大的隱患。在支座施工時，必須要重視支座的安裝質量，而其前提就是領會設計意圖，熟悉施工技術規范。

2.2 滑動支座的病害

通常情況下，為了適應橋梁在力和溫度變化作用下的變形，會在橋臺側或者橋墩的一側設置四氟滑板支座。四氟滑板支座主要是利用聚四氟乙烯板與其上側梁底安放的不銹鋼板相對摩擦系數小的這種特性，從而達到可以適應梁體變形的需要。因為，如果梁體不能自由伸縮，就會在梁的內部產生非常大的內力，對結構安全影響巨大。滑動支座在施工時容易出現的問題如下。

四氟滑板支座在安裝時，不涂抹硅脂油或者涂抹不合格的硅脂油。滑動支座要實現較小的摩擦力，必須涂抹硅脂油，但是涂刷硅脂油后，橋梁安裝中又容易造成梁體的側向滑動，因此，很多情況下，施工單位并不涂抹硅脂油，或者為了應付檢查涂抹了不合格的硅脂油或者其他脂類油，不但不能起到滑動的作用，還會影響滑動。

有的施工隊伍在安裝四氟滑板支座時，由于梁體底部高差的存在，采用了在聚四氟乙烯板和不銹鋼板之間夾墊普通鋼板或者砂漿，使梁體的變形受阻，支座的剪切力變大，容易損壞，見圖2。

1.板梁；2.冠狀圓板支座；3.聚四氟乙烯板板；4.下墊普通鋼板；5.不銹鋼板；6.砂漿墊層 ；7.墩臺帽；8.新拌砂漿處理層；x為剪切變形有效高度。圖2 不正確的處理方法

四氟滑板支座施工中的另一個問題是支座本身的質量不過關，主要表現在：聚四氟乙烯板的厚度不足，一般情況下，厚度不小于2 mm；聚四氟乙烯板的儲油槽直徑、槽深度、儲油槽的總面積等不合格。比如，其直徑不應小于1 cm，深度不得低于聚四氟乙烯板厚度的2/3，槽的面積不得小于聚四氟乙烯板總面積的70%。在實際施工中，不合格的橡膠支座是非常常見的。

2.3 壓縮或剪切

支座承受上部荷載的力就會產生壓縮變形，支座承受水平荷載的力，則會產生剪切變形，因此，支座的變形是無法避免并且是允許的，只有產生變形才對結構安全有利。橡膠支座的轉動角度是由支座本身材料的不均勻壓縮實現，通過剪切變形來實現橋梁在水平方向的位置移動。而橡膠支座的高度又是決定剪切變形量大小的決定性因素。

在施工過程中，由于支座本身質量不過關，或者由于受力不均勻，會造成受力較大的支座壓縮變形增大，產生鼓凸、支座側面環狀變形，甚至出現裂縫。另一方面，有的施工單位為了施工簡便，將支座直接安放在新拌砂漿內，以確保支座不移位，但是這樣做就阻止了支座的正常變形，導致支座破壞。由于安裝不當，也會產生支座的早期初始剪切變形增大。長期的剪切狀態對支座的耐久性影響較大。

2.4 支座及支承部位的強度不足

橡膠支座的質量是保證支座有效工作的前提，近年來，橡膠支座質量問題頻發。主要表現在抗壓及抗剪彈性模量不足，造成橡膠支座的延展性及變形適應能力減弱。

另外，橡膠支座在安裝過程中，施工人員為了調整高差，將新拌砂漿放置于橡膠支座的底部，在砂漿沒有凝固之前將支座放置在其上，在這種情況下，砂漿會因失水而強度減弱，在長期荷載作用下逐步失去強度而損壞，支座脫空失效。

支座墊石的質量也是確保支承強度的重要決定因素。因為支座墊石一般厚度較薄，施工混凝土量少，容易被施工人員忽視，經常會出現養生不到位而強度不足，裂縫現象，這樣的情況就會嚴重影響支承處的受力。

2.5 其他不規范現象

在支座存在縫隙和高差時，采用多層鐵片或者鋼板墊厚，鋼板過多，會產生鋼板腐蝕，從而在鋼板腐蝕后脫落，支座脫空。

四氟滑板支座的不銹鋼板與普通鋼板未有效固定連接，造成長期服役后不銹鋼板脫落。

橡膠支座頂部和底部多層夾墊小塊鋼板現象。為了使支座不脫空，施工人員擅自在支座的上部或者下部夾墊小塊鋼板，極易產生后續過程中的脫空，還容易造成支座不均勻受力。

梁底部的預埋鋼板表面的水泥漿強度低，層薄，極易脫落，因此在橡膠支座安裝時，應鑿除水泥漿。

支座定位也是支座通病中一個比較嚴重的問題，支座定位不準會造成理論支承線與實際支承線偏離，造成受力圖式不符合規范和設計，影響橋梁運營。

3 通病的防治

3.1 技術交底與首件工程

技術交底和首件工程是確保橡膠支座安裝質量的前提。交底時，不僅要告訴施工人員怎樣做，還必須講清什么這樣做，讓施工工人領會設計意圖。

首先，制訂操作規程，對于各種不同的支座應分別制訂操作規程。其次，進行技術交底，要交底到每個施工人員。然后，對施工進行現場指導，指出存在的問題。一般情況下，還需要通過首件工程進行支座安裝施工的規范。首件施工結束后，要對首件工程進行總結。

3.2 支座安裝的技術要點

支座墊石是橡膠支座的支承部位，其質量是支座質量控制的重要環節。支座墊石施工時，著重控制其位置、澆筑的厚度、表面平整度、墊石的四角高差以及養生。其中，養生是控制的難點，必須保證在養生期間不失水，不產生裂縫。澆筑時，確保新舊混凝土粘結質量。在支座安裝時，如果墊石出現嚴重裂縫，必須鑿除重新澆筑。

在支座安裝前，必須對墊石以及墩臺的高程進行復核，如果超出允許范圍，按本研究后續方法進行調整。

位置放樣必須準確，應不僅僅定位支座中心線，還必須定位支座的邊線以利于直觀控制位置。

對于梁板底部的預埋鋼板，必須鑿除其附著的水泥漿，并確保鋼板不銹蝕。

為了保證支座的初始剪切力不超過允許范圍，必須在每天的較低溫度下進行安裝。無論在什么溫度下安裝都會產生變形，必須要求安裝后，橋面連續前還進行一次檢查，如有剪切應調整放松。

當出現支座脫空時，正確的處理方法如下。

(1)當支座與箱梁底部出現縫隙時，應采用游標卡尺精確測量其縫隙大小，用σ表示，σ=H-h，其中H是指墊石頂面與梁版底部的高度差。

(2)將支座及鋼板取下后，用高強灌漿料拌制自流平砂漿，其厚度為σ。

(3)自流平砂漿施工后應養護避免出現裂縫，然后安裝梁板。

(4)如果σ在10 mm以內，則采用鋼板進行處理，需要注意的是鋼板必須與墊石頂面密貼。

在四氟滑板支座的安裝過程中，需要注意的是必須要確保聚四氟乙烯板與不銹鋼板的密貼，并確保不銹鋼板與普通鋼板的粘結牢固。

如果橋梁安裝已經結束，橫向聯系已經形成，在這種情況下，用原來的方法顯然已經無法進行處理，這時，則需要整體頂升施工進行處理。

首先將梁板用千斤頂頂起。注意頂升過程的千斤頂行走平衡，受力均勻。其次是頂升的高度應滿足作業的高度。然后用高強砂漿或灌漿料自流平砂漿處理。等強度滿足要求后再放松千斤頂落梁。在支座更換期間，橋梁應封閉交通，并派專人查看橋梁各部分情況，避免出現頂升裂縫。

4 結束語

橡膠支座在橋梁結構中非常重要，一旦出現病害會給橋梁結構安全造成極大的影響，因此，在支座施工時，要加強對質量的管理工作，做好技術交底和過程的檢查工作，只有安裝過程規范，才能確保支座的正常使用。