桥 梁 支 座
2010-08-15阳东县公路局周冬霜
阳东县公路局 周冬霜
桥 梁 支 座
阳东县公路局 周冬霜
目前,交通运输业的高度发展对桥梁整体性能提出了很高要求,而影响桥梁整体质量的一个关键因素便是桥梁支座,因此加强桥梁支座的安装施工质量具有极为重要的意义。本文从支座的分类、支座的结构性能、适用范围、支座安装等方面进行了分析,保证了桥梁的使用寿命,减少了桥梁的维修费用。
桥梁支座 结构性能 应用范围 安装
随着社会经济的发展,交通工程也有着长足的发展,桥梁工程施工技术也有较大的提高,但目前公路桥梁的使用寿命达不到到设计的使用寿命,桥梁的失效从桥梁支座的失效开始,因此,加强桥梁支座的安装管理对桥梁整体质量的保证有极大作用。
一、支座的分类及结构性能
1. 桥梁支座分板式、盆式及球形橡胶支座三大类、其中板式橡胶支座按结构式可分为球冠园板式橡胶支座CTYB系列、矩形普通板式橡胶支座(GJZ系列)、圆形普通板式橡胶等;按胶种适用温度可分氯丁橡胶型,天然橡胶、三元乙丙橡胶。盆式公路桥梁支座可分为GPZ系列,GPZ—Ⅱ型,及GPZ(KZ)抗震型。
2. 支座结构性能:桥梁板式橡胶支座由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成,它有足够的竖向钢度,能将上部构造的反力可靠的递给墩台;有良好的弹性,以适合梁端的转动;又有较大的剪切变形能力,以满足上部构造的水平位移。
聚四氟乙烯滑板式橡胶支座除了竖向钢度与弹性变形,能承受垂直荷载及适应梁端转动外,因其低摩擦系数可使梁端的四氟板表面自由滑动,水平位移不受限制;特别适宜中、小荷载,大位移量的桥梁使用。
盆式橡胶支座的是利用半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块,在三向受力状态下具有流体的性质,来实现上部结构的转动,同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低摩擦系数来实现上部结构的水平位移。
QZ系列球型支座的结构是由上座板、下座板、凸球形中间板及两块不同形状的聚四氟乙烯板组成。球形支座传力可靠,各向转动性能一致,不仅具备盆式支座承载能力大、水平位移大的特点,而且能适应大转角的需要。
二、支座的应用范围
1. 板式橡胶支座。普通板式橡胶支座适用于跨度小于30m,位移量较小的桥梁,不同的平面形状适用于不同的桥跨结构,立交桥梁用矩形支座,曲线桥、斜交桥及圆柱墩桥用圆形支座。
四氟板式橡胶支座适用于大跨度、多跨连续、简支梁连续板等结构的大位移量桥梁。它还可以用作连续梁顶推及T型梁横移中的滑块。矩形、圆形四氟板式橡胶支座的应用分别与矩形、圆形普通板式橡胶支座相同。
2. 盆式橡胶支座。盆式橡胶支座是能满足大的支承反力,大的水平位移,大的转角要求,适用于大、中型桥梁。
3. 球型支座。球形支座传力可靠,转动灵活,它不但具备盆式橡胶支座承载能力大,容许支座位移大等特点,而且能更好地适应支座大转角的需要;支座各向转动性能一致,适用于宽桥、曲线桥;支座不用橡胶承压,不存在橡胶老化对支座转动性能的影响,特别适用于低温地区。
三、支座安装
1. 支承垫石的设置;
1)支承垫石的平面尺寸大小应能承受上部构造荷载为宜,一般长度与宽度应比橡胶支座大10cm左右。垫石高度应大于6cm,以保证梁底到墩台顶面有足够的空间高度,供支座调换使用。
2)支承垫石内应布设钢筋网片,竖向钢筋应与墩台内钢筋相连接。浇注垫石用的水泥砼标号应不低于C25号,垫石砼顶面应预先用水平尺校准,力求平整而不光滑。
3)支承垫石顶面标高力求准确一致。尤其是一片梁一端安置两个支座时,此两个支座垫石
2. 普通板式橡胶支座的安装:
1)现浇梁安装普通板式橡胶支座较方便。施工顺序如下;
a. 先将墩台垫石顶面去除浮沙,表面应清洁、平整无油污。若墩台垫石的标高差距过大,可用水泥砂浆调整。
b. 在支承垫石上按设计图标出支座位置中心线,同时在橡胶支座上也标上十字交叉中心线。将橡胶支座安放在支座垫石上,使支座的中心线同墩台上设计位置中心相重合,支座就位准确。
c. 同一片梁的两个或四个支座应处于同一平面上,为方便找平,可于浇注前在橡胶支座与垫石间铺涂一层水泥砂浆,让支座在重力下自动找平。
d. 在浇注砼梁体前,在橡胶支座上需加设一块比支座平面稍大的支承钢板,钢板上焊锚固钢筋与梁体相连接。将此支承钢板视作用浇梁模板的一部分进行浇注。为防止漏浆,可在支承钢板之间四周空隙处,用纱回丝,油灰或软木板填没。以后在拆除模板时,再将软木板除去。按以上施工可使支座同梁底钢板、垫石顶面全部密贴。
2)预制梁橡胶支座的安装:
a. 先处理支承垫石。
c. 橡胶支座的正确就位。先将橡胶支座的墩台垫石上按设计中心位置就位。架梁落梁时,T型梁的中轴线应同支座中心线重合,板梁与箱梁的纵轴线应与支座中心线相平行。为落梁准确,在架第一跨桥梁或箱梁时,可在梁底划好两个支座的十字位置中心线,在梁的端立面上标出两个支座位置中心线的垂直线,落梁时同墩台的位置中心线相吻合。以后数跨以第一跨为基准落梁。
d. 架梁落梁时应平稳,防止支座偏心受压或产生初始剪切变形。
e. 在安装T型梁支座时,若支座比梁肋底宽,则应在支座与梁底之间加设比支座略大的钢筋混凝土垫块或厚钢板作过渡,以免橡胶支座局部超载、应力集中。该钢筋混凝土垫块或钢板应同梁底用环氧树脂砂浆粘接。
f. 橡胶支座安装落梁后,一般情况下,其顶面应保持水平,最大倾斜度不能超过5'。橡胶支座安装后,若发现下述情况,应及时调整:1. 个别支座落空,出现不均匀受力。2. 支座发生较大的初始剪切变形。3. 支座偏压严重,局部受压,侧面鼓出异常,而局部落空。调整方法一般可用千斤顶顶起梁端,在支座上下表面铺涂一层水泥砂浆(或环氧树脂砂浆)。再次落梁,在重力作用下支座上下表面相互平行且同梁底/墩台顶面全部密贴;同时使一片梁两端的支座处于同一平面内,梁的纵向倾斜度应加以控制,以支座不产生明显初始剪切变形为佳。
3. 四氟板式橡胶支座的安装:
a. 安装四氟板支座必须精心细致准确就位,梁底钢板与支承垫石或下钢板顶面尽可能保持平行和平整,同支座上下面全部密贴;同一片梁的各个支座位于同一平面上,避免支座的偏心受压、不均匀支承与个别脱空的现象。
b. 四氟支座安装后若发现问题需要调整时,可顶起梁端,在四氟支座底面与支座垫石(或下钢板)之间,铺一层环氧树脂砂浆来调节。
c. 支座四氟面的储油凹坑内,安装时应涂刷充满不会挥发“5201硅脂”作润滑剂,以降低摩擦系数。
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d. 与四氟板接触的不锈钢表面不允许有损伤、拉毛现象,以免增大摩擦系数及损坏四氟板。
d. 落梁时,为防止梁与支座发生纵横向滑移,宜用木制三角垫块在梁体两侧加以定位,待落梁工作全部完毕后拆除
e. 为了防止梁体(上部构造)的横向滑动,在支座或上部构造两端设防滑挡块。
4. 盆式橡胶支座安装
a. 为保证支座底板和支承垫石的密贴,施工时支承垫石顶面可适量预留调平层厚度。调平层材料可用环氧砂浆(按重量计6101环氧树脂100,二丁脂为17,乙二胺为8砂为250)。支座垫石的高度应考虑支座养护、检查的方便和支座更换时顶梁的可能性。
b. 当采用地脚螺栓与底柱连接时,应在墩台支承垫层和预制梁的相应部位设置预留孔,由于各种支座型号的不相同,所需预留孔的深层和直径也不相同。
c. 采用焊接连接时,应在墩台支承垫石及预制梁上设置预埋钢板,预埋钢板上设置一定数量的锚固钢筋,为保证预埋钢板下的密实度,钢板上应预留适量排气孔。预埋钢板边长大于相应支座边长至少40mm。预埋钢板与支座板采用分段不连续的焊接方式,以免温度过高损坏橡胶板或聚四氟乙烯板。焊后应敲除焊渣,对焊接部位进行防锈喷漆处理。
d. 支座安装方法与桥梁结构施工工艺有关。对于现浇主梁的桥梁如连续梁等,一般先将支座按设计要求置于相应位置上,施工时采用临时支承,待施工到体系转换时拆除临时支承使梁体落在永久支座上,对于主梁预制吊装的桥梁,则支座的上下座板只能有一件先行固定,通常将上座板固定在梁上,而后根据主梁吊装就位情况,再最后调正底盆在墩台支承垫石上的位置,最后予以固定。
e. 安装时应使墩台顶面和梁底面均应保持清洁、干燥、无油污。安装过程中支座不得受到机械损伤、灼热、污染和其它不利因素的影响,施工中应保证支座受力均匀。
4. 球型支座安装:
a. 采用球型支座时,桥梁梁体及墩台部位的混凝土标号不得不低于C35。
b. 在下支座板四角用钢楔块调整支座水平,并使下支座板底面高出桥墩顶面20~50mm,找正支座纵、横桥向中线位置。
c. 必要时支座与梁体及墩台也可采用预埋钢板焊接的连接方式。当支座与梁体及墩台采用焊接时,应先将支座准确定位,用间断焊接法将上、下支座板与梁体及墩台预埋钢板焊接,焊接时应防止烧伤支座及混凝土。
d. 支座安装高度应符合设计,要保证支座支承平面的水平及平整,支座支承平面四角高差不得大于2mm。
[1] 铁道部1984年—“板式橡胶支座安装及养护维修细则”
[2] 中国《公路》杂志1980年第4期—“桥梁支座的设计与施工”
[3] 交通部公路规划设计院1988—“板式橡胶支座”
[4] 《公路桥梁盆式橡胶支座》
[5] 《球形支座技术条件》