公路桥梁板式橡胶支座的应用与研究

马文凰 卢国良

（江西省宜春市公路管理局路桥工程局，江西 宜春 336000）

1 桥梁支座应用方面存在的问题

通过近年来的调查、检测、施工和桥梁病害分析发现，橡胶支座在产品内在质量、试验检测、设计选用、施工安装以及养护维修等方面存在诸多问题和隐患，如板式橡胶支座生产质量堪忧，橡胶材料和金属板材料不合规范，制作工艺不合理，更有甚者为降低成本，在橡胶胶料中掺加再生橡胶，导致橡胶支座品质劣化、容易老化。支座的正确施工安装也是影响桥梁技术性能的一个重要环节，然而施工中一些技术人员对支座安装施工质量意识薄弱，常常出现支座垫石不平整、支座与梁底脱空、支座偏位、支座型号与设计不符等质量问题等等，上述问题直接影响了橡胶支座的使用性能和使用寿命，对桥梁结构造成严重影响。

2 板式橡胶支座构造及减震原理

常用的桥梁隔震装置有柔性支承装置和阻尼装置两种类型，其中橡胶支座是世界上应用最广、实用性最好的一种柔性支承装置。橡胶支座由薄钢板和薄橡胶板交替叠合经高温硫化粘结而成，所采用的橡胶一般有天然橡胶和氯丁胶。由于在橡胶层中加设夹层薄钢板，而且橡胶层与夹层钢板紧密粘结，当橡胶支座承受垂直荷载时，橡胶板的横向变形受到约束，使橡胶支座具有很大的竖向承载力和竖向刚度。因薄钢板不影响橡胶板的剪切变形，使橡胶板对任何水平方向的运动均呈柔性约束，当橡胶支座承受水平荷载时，其橡胶层的相对侧移大大减少。使橡胶支座可达到很大的整体侧移而不致失稳，而且保持较小的水平刚度。并且由于夹层钢板与橡胶层紧密粘结，橡胶层在竖向地震作用下还能承受一定的拉力，使该种支座成为一种竖向承载力极大、水平刚度较小、水平侧移容许值很大、又能承受竖向地震作用的理想隔震装置。

3 板式橡胶桥梁支座设计

板式橡胶支座的基本设计数据如下：（1）支座使用阶段的平均压应力限值σc=10.0Mpa，常温下支座剪变模量Ge=1.0MPa橡胶支座剪变模量随橡胶变冷而递增，当累年最冷月平均温度的平均值为 0～-10℃时，Ge值应增大 20%；当低于-10℃时，Ge值应增大50%；当低于-25℃时，Ge 值应为 2Mpa。（2）橡胶支座抗压弹性模量和支座形状系数应按下式计算：Ee=5.4GeS，矩形支座圆形支座式中：Ee-支座抗压弹性模量（MPa）；Ge-支座剪变模量；S-支座形状系数；l0a-矩形支座加劲钢板短边尺寸；l0b-矩形支座加劲钢板长边尺寸；d0-圆形支座钢板直径；t1-支座中间层单层橡胶厚度。橡胶弹性体体积模量Eb=2000Mpa。

4 支座安装应用

安装时，应按照设计图纸要求，在支座垫石和支座上均标出支座位置中心线，以保证支座准确就位；支座安装时，应防止支座出现偏压或产生过大的初始剪切变形。安装就位完成后，必须保证支座与上下部结构紧密接触，不得出现脱空现象，对未形成整体的梁板结构，应避免重型车辆通过；预制梁板落梁时，应先放置略高于支座的对头木楔块保护支座，以防止落梁时支座移位或发生较大初始剪切变形，待梁体就位准确后，退出木楔块均匀落梁。个别支座落空、出现不均匀受力或支座压偏严重、局部受压侧面鼓出异常时须重新调整。对于弯、坡、斜桥重点控制支座标高，使每片梁四块垫石标高控制点处于一个平面上。安装聚四氟板支座时，应注意聚四氟乙烯板面应向上；预应力梁板张拉后，梁体因中间起拱而支承于两端，因而特别要防止梁端台座的沉降；支座安装后，应全面检查是否有支座漏放，支座安装方向、支座型式是否有错，临时固定措施是否拆除，防尘罩是否安装，四氟滑板支座是否注入硅脂油等现象。一经发现，应及时调整和处理，确保支座安装后的正常工作，并记录支座安装后出现的各项偏差及异常情况。

5 板式橡胶支座应用常见问题及预防处理措施

支座垫石与梁底支承楔块的位置、尺寸、标高的施工偏差过大。预防要点:墩台、支座垫石及梁底支承楔块施工前应对测量放线进行复核，确保其施工控制线的精度满足要求，并向有关的施工人员进行技术交底，施工时严格遵照设计与规范要求进行，确保其施工质量满足要求。

支座垫石混凝土顶面不水平、不平整，且强度不足，混凝土不密实，内部有空洞等缺陷，影响承载能力。预防要点:垫石侧模安装时应用水平尺侧模顶的水平情况，不水平时应及时予以调整。垫石混凝土施工时注意对垫石顶面进行抹平但不得压光，使垫石混凝土顶面与侧模顶接顺在同一水平面上，且如果有必要应征得设计人同意，提高混凝土标号。垫石部位帽梁表面混凝土应凿毛彻底，垫石混凝土方量较小，但也必须机械拌合，严禁人工随意拌合。

支座垫石与梁底支承楔块内钢筋缺漏或保护层厚度过大。预防要点:重视支座垫石与梁底支承楔块等细小部位的施工质量，严格按设计图纸和规范要求安装上述部位的钢筋。

支座安装的位置、方向的施工偏差过大，甚至支座长宽方向倒置。预防要点:①墩台与支座垫石应严格按设计与规范要求施工，确保墩台顶与垫石的轴线位置、标高、垫石尺寸、平整度等方面的施工质量满足设计与规范要求。②支座安装前应在垫石上标示支座纵向与横向设计位置的中心线，并在支座上标示支座轴线，支座安装时使支座轴线与垫石上的支座设计位置中心线重合。③垫石上测放支座设计位置的中心线时，应注意复核支座位置纵向控制线的方向是否与桥梁中心线重合或平行(按设计要求)，确保其施工控制线的精度满足要求。

支座上、下面未与梁底支承面、垫石顶面完全密贴或支座顶面不水平、支座顶标高的施工偏差过大，出现支座局部脱空、偏压等现象。预防要点:①垫石侧模安装时应用水平尺检查侧模顶的水平情况，不水平时应及时予以调整，使垫石混凝土顶面与侧模顶接顺在同一水平面上。②支座安装前，应先将垫石顶面清理干净，确保垫石顶面无浮砂、灰尘、油污，然后在垫石上采用环氧树脂砂浆找平、坐浆，将支座及时安放在砂浆上，并采用水平尺检查支座的水平度，确保支座顶面水平。③应在支座上加设一块比支座稍大的支承钢板，注意支承钢板外观应平整，无翘曲、变形、锈蚀、裂缝等现象，钢板还应刷防锈漆。当梁体采用整体现浇混凝土结构时，支承钢板上焊锚固钢筋与梁体连接，此时支承钢板可兼作梁体底模的一部分；当梁体采用装配式施工时，支承钢板与梁底之间采用环氧树脂砂浆粘结，注意砂浆厚度应均匀、合适，以确保梁底填充砂浆饱满、密实。

四氟乙烯滑板与不锈钢滑板划伤、表面脏污、硅脂未注满，四氟滑板倒置。预防要点:四氟滑板式橡胶支座开箱后，应注意对支座内的四氟乙烯滑板与不锈钢滑板进行保护，避免划伤和表面粘附脏物、砂尘等，并注意检查四氟乙烯滑板表面储油坑是否已注满，如果不满，则应在支座安装前，采用产品使用说明书上规定的硅脂予以注满，避免四氟乙烯滑板与不锈钢滑板之间的摩擦系数超大。

[1]鲍卫刚，郑学珍等.公路桥梁板式橡胶支座的应用[J].公路，2006.

[2]橡胶支座在公路桥梁中的应用[J].黑龙江交通科技，2005.

[3]奚勇.桥梁橡胶支座应用中的质量问题分析及对策[J].世界桥梁，2006.