桥梁橡胶支座的影响要素及检测方法研究

魏自强

山东省公路桥梁检测中心有限公司 山东 东营 257100

引言

在进行桥梁的施工建设过程中，支座的质量和稳定是能够保证桥梁的安全性和稳定性，以及提升桥梁的耐久性的关键性因素，一旦桥梁的支座出现了任何的问题，或损坏都会使桥梁存在着极大的安全隐患，易导致车祸甚至人员伤亡的事故。为了能够摆脱传统的桥梁支架存在的问题，相关技术人员开发了橡胶支座来进行取替，然而当今人们对于橡胶桥梁的使用无论是管理、建设以及质量等方面的问题够没有足够的重视，这就会对桥梁的质量形成不良的影响。因此，相关技术人员应当不断地研究并改善当前桥梁橡胶支座的使用状况。

1 桥梁橡胶支座的作用

支座的作用就是一种将桥梁的上下两部分的结构进行衔接重要建桥构件，同时支座还需要具备极其强大承压和压力传递的功能，有效地将桥梁上部承受到的荷载分摊给下部的墩台，以此来提升桥梁上部结构的耐用性和安全性，避免其受到荷载、气候温度以及混凝土材料变质造成的结构的变化；除此以外，桥梁支座还应当有效保证其上部结构始终处于受力达标的状态下，以及能够有效抵抗自然环境带来的破坏。总而言之，支座的功能就是要有效地保护桥梁上部结构的完整性、稳定性和安全性。橡胶支座的受力传递主要是通过其内部橡胶板来完成的，支座位置的移动是则是通过材料为聚四氟乙烯的滑动板或者是橡胶的切割来完成的，而支座的转角则是依靠将具有可塑性的橡胶压缩来完成的[1]。

2 公路桥梁的施工特点

2.1 流动性和地域性

公路桥梁的建设工程是十分复杂的，相较其他的工程建设，公路桥梁的建设地点较为特殊，这就会为桥梁的建设带来许多的困难，例如施工的速度减缓、建设成本的增加、材料的质量要求过高，甚至会影响最终的桥梁的建设质量。由于不同地区的地质条件、各地的气候差异，其在建设公路桥梁的时候所遇到的问题也存在着较大的差异性。例如，不同地区的桥梁的结构设计、材料的选用、造型的策划以及建设方案的设计等都会有所不同，这就会增加我国的建设企业的单位在施工过程中的难度。

2.2 周期性和复杂性

在公路桥梁的建设过程中，其桥梁的整体结构、分区结构以及材料的质量都会对项目的建设造成一定的影响，一旦其存在着问题或缺陷，有可能会到桥梁的建设进度受到阻碍，进而影响了桥梁建设的质量。因此，桥梁建设的每一个阶段和步骤都必须严格按照施工标准进行，遵守工程建设的顺序，一步步进行施工，以此来保证公路桥梁的建设能够在既保证施工质量的情况下，还能够有效地推进施工进度。同时，在进行一项公路桥梁的建设时，需要有几个施工单位同时参与进来，这就会对项目建设的质量、工作周期以及施工的成本都会产生一定的影响，由于公路桥梁的施工建设较为复杂，因此其对于上述3个要素都具有较高的要求，但如果各个施工单位之间无法相互配合开展工作，就会使得施工的难度大大地增加。为了能够保证建设项目的有效完成，桥梁的施工过程中需要涉及包括桥梁结构建设、工程力学、工程地质、地基基础、土质土力学、水文水力学、建造设备、建设管理、技术管理等各个方面工作的紧密配合完成。由于公路桥梁建设的施工地点和建设周边会受到地区和天气的影响，而施工单位部门众多，因此桥梁建设的各个部门都必须要保证紧密的配合，并且严格地遵守国家的建设标准，并与银行、保险公司，以及相关的管理部门和质量监测部门保持密切的合作，以此来保证桥梁建设的质量[2]。

2.3 单一性和固定性

公路桥梁的项目施工建设的难度主要是由于地区位置的差异性带来的，在设计施工方案的过程中，相关技术人员应当针对不同地区以及不同桥型等特点具体分析，制定有针对性的、符合需求的建设方案，由此便突显出公路桥梁建设的单一性的属性；当开始进行桥梁的建设时，施工人员必须要按照前期制定的方案和规范，并按照国家的标准和要求严格进行桥梁的建设，因其项目重大，故一旦施工建设，就不能够再进行修改和变更，公路桥梁建设的固定性便由此突显。除此以外，桥梁的施工建设在运行的过程中也同样会受到许多方面的干扰，并对桥梁的建设产生直接的影响，例如预算是否充足、技术水平是否达标、建设材料是否合格、建造结构是否符合、施工人员和管理人员是否专业，等等。

3 桥梁橡胶支座结构特点

桥梁的橡胶支座首先其材料的质量较为特殊，与其他普通的桥梁支座相比，橡胶支座具备良好的弹性，能够在施工建设中承受各种程度的形状变化，并且还不会影响到桥梁支座的整体质量。其次，橡胶支座具备减震能力，其抗压能力和抗剪能力也都尤为的突出；最后，橡胶支座的材质特性使得其具备较高的抗氧化能力，在这一点上橡胶支座的优势远远超过了普通支座，但这并不意味着橡胶支座不会受到氧化。当今时代的紫外线光照越来越强，而这种光线就会对橡胶支座造成一定的负面影响，造成橡胶支座发生许多的问题，如老化、质变等。一旦其发生了这些问题并达到一定的程度后，就会使得橡胶支座的原本性能大大的削弱甚至消失，因此，相关的施工人员一定要提前制定预设方案，尽可能地降低橡胶支座性能消失的可能性[3]。

4 橡胶支座的影响要素

4.1 质量不达标

当前，我国公路桥梁的建设中大量的使用橡胶材质的桥梁支座，其原因是这种材料能够使得其产生较大的经济效益，因此橡胶支座的生产商数量也在不断地增多，这就会引发一系列的问题，这就会使得橡胶支座在使用过程中出现质量问题的可能性加重，进而影响公路桥梁整体的稳定性和安全性。

4.2 桥梁对中存在偏差

桥梁支座的功能是否能够有效发挥与桥梁建设存在着紧密的关系，在进行施工建设的过程中，建设工人必须要保证支座的建造支点与整体结构的支点的中心是对齐的。但由于在实际的施工过程中，其支点的测量都是人工测量，就不可避免地存在误差，因此就必须要针对这个问题采取一系列的应对方法，将误差的范围尽可能地缩小，保持在合理的范围内，一般情况下，中点对齐的允许误差是在5mm以下；与此同时，在施工人员进行橡胶板的安装过程中，必须要将中心误差控制在10mm一下。一旦无法将中心对齐的误差控制在合理的范围内，使得是偏差过大，就会影响桥梁支座的受重能力，进而影响整座桥梁的受力能力，使得桥梁的橡胶支座出现过早破损的情况。

4.3 桥梁的测量存在误差

桥梁的工程建设会受到施工人员技术水平和施工手段的极大影响，在施工人员进行桥梁的桥墩、桥台的设计建设时会由于人工测量导致误差的出现，因此在桥梁建设的制度中就规定了桥墩和桥台的建设高度可以存在偏差，但偏差必须要控制在10mm以内方为合格。因此为了能够减少误差的出现，施工人员在建设过程中必须要以精准的测量仪器予以辅助并进行数据的监测。然而，现今应用于桥梁建设中的测量仪器也都存在着不同程度的数据测量偏差，一旦测量不够精准依然会给桥梁的橡胶支座造成过重分负担，从而使其过早的损坏丧失性能。

5 检测方法的研究

5.1 桥梁的测量原理

进行桥梁地测量首先要确定使用的测量公式，过去传统的对橡胶支座进行抗压弹性功能的检测时，需要应用到的公式是E=66S－162，而现今所使用的计算公式为E=5·4GS，在这个公式中E指的是抗压弹性模量，G和S分别为桥梁支座的抗剪弹性模量和形状系数，现用公式是经过了相关技术部门精心的核对并完善出来的，其中将形状系数、支座的检测规范和检测手法都进行了一定的调整。而进行桥梁矩形的橡胶支座的测量时所采用的公式为S=l0a·l0b/（2t1+l0b），其中10a就是矩形橡胶支座中加劲钢板的最短边的长度，10b则为加劲钢板的最长边，t1则指的是橡胶支座单层的橡胶厚度，三组数据的计算单位均为mm。相关的技术部门同样对这组计算公式进行了合理的完善和修正，进一步提高了对橡胶支座中上下压板刚度的要求。

5.2 检测基础

测量桥梁橡胶支座的抗压弹性模量是能够判断桥梁完工成品的性能和质量的一种关键性指标。在进行橡胶支座的测量过程中，技术人员主要采用的是竖向刚度的计算方式作为检测的核心理论，也就是指测量橡胶支座在承受竖向重力的压缩后，其体积所发生的变化。由于不同方向的重力对橡胶支座的形状变化都会有不同的影响，因此在进行重力检测时需要分为竖向压缩变形和横向压缩变形，分别以δv和δh来代替。在对桥梁的橡胶支座进行竖向刚度的检测时所采用的公式是Kv=E1·A0÷nt1，其中E1指的是橡胶支座的弹性模量，计算单位为MPa，A0指的是橡胶支座可承载重力的面积，计算单位为mm2，n是橡胶支座中的橡胶层数，t1则是单层的橡胶厚度，单位均为mm。

5.3 检测思路

桥梁支座是桥梁工程建设中最为重要也是最为关键的一个建设部分，橡胶支座的抗压能力也会直接影响到桥梁投入使用时的安全性和稳定性。为了能够保证和提升橡胶支座的抗压能力，在进行桥梁建设的过程中，施工人员必须要采用稳定可靠且精准的检测系统，并制定一套完整系统的检测方案。在这个过程中，检测系统中必须包含的仪器包括压力试验机、信号调理器模块以及位移传感器等。

5.4 选用及校准仪器设备

在选择桥梁橡胶支座的测量仪器时，技术人员必须要选择抗压性能较高的压力传感器，必须要保证其传感器的受力面积要大于橡胶支座各个部分的面积。与此同时，在对测量仪器进行校准的过程中，则需要将所有的传感器叠放于一处，并将压力试验机放在所有压力传感器的下方，在这个过程中，其仪器的精准程度必须要是一级的，如此才能确保数据的准确性。

5.5 检测过程

第一，要从梁板架设的台帽和盖梁的支撑点两个区域安置橡胶支座，在将支座放在压力传感器上方；第二，完成上述工作之后，就可以开始进行橡胶支座承压能力的测量，并将所得数据详细、精准地记录下来；第三，根据支座受力的具体情况对支座的厚度进行合理的调整，确保其承压力的数值保持在5%之内；第四，将梁板重新起吊，在这个过程中利用钢板垫片进行调整，并再一次进行承重力的测量和调整，直到承重能力达到最终的标准；第五，再次起吊桥梁的梁板，将其中安置的压力传感器拆卸下来后，将梁板重新放回指定的位置，在这过程中必须要注重减少支座中心对齐的误差；第六，将所得数据仔细地整理归纳，确保数据能够有效留存以供后续的查阅。

5.6 不确定要素

在进行桥梁橡胶支座的测量过程中会受到许多外部环境的影响，从而造成测量的数据无法保证其精准度，因此，技术人员在测量过程中应当采取各种有效的办法来保证测量的精准性，例如严格遵守测量标准、按照科学的测量方法严格执行。如果在检测的过程中发觉橡胶支座的承重力不均匀，技术人员应当根据所得数据不断地调整支座的厚度和对齐程度，同时还要在这个过程中重复多次的进行测量，以确保数据的精准性，并在之后分析其问题的形成原因，并制定相应的解决方案。

6 结束语

公路桥梁的建设工作关乎公路的安全性和稳定性，更加关乎每个人的生命安全，因此相关建设部门必须高度重视建设的质量和水平。加强对技术人员的培养，强化管理机制、保证运营成本的充足并且加强后续的监测工作。同时，针对公路桥梁后续出现的种种问题，相关部门尽可能地提前制定治理方案，并运用高水准的加固技术确保公路的安全性。