桥梁橡胶支座的病害与处理技术研究
2015-06-30
一、桥梁橡胶支座作用分析
桥梁橡胶支座的构成，不仅与桥梁的结构使用安全有着密切的关系，并且直接影响着桥梁的使用寿命。桥梁橡胶支座的功能主要包括以下几个方面：
1.桥梁橡胶支座可以帮助桥梁整体更好的适应桥梁结构，能缓冲桥梁因为环境温度、湿度等原因影响而导致其结构的胀缩和变形。
2.桥梁橡胶支座能够适应因为风力或者地震等不可抗拒的因素导致的的桥梁结构的位移现象，防止桥梁结构的破坏。
3.桥梁橡胶支座，可以将桥梁上部结构的自身恒载，以及活荷载及时地传递给桥梁下部结构，充分发挥连接传力的能力。同时，桥梁橡胶支座能够保证桥梁上部结构可以完成水平位移或者是转角等自有变形的活动。
二、桥梁橡胶支座的分类与常见病害
目前，在大部分的桥梁工程中，橡胶支座使用主要有两种形式：盆式橡胶支座、板式橡胶支座。因此，以下主要介绍板式橡胶支座和盆式橡胶支座的特点和他们经常出现的病害。
1.盆式橡胶支座特点与病害分析
1.1盆式橡胶支座的构成部分主要有氯丁橡胶块、聚四氟乙烯板、钢盆环、不锈钢滑板、密封圈以及上下支座滑板等。盆式橡胶支座根据结构课划分为固定支座，单向活动支座和多向活动支座等形式。盆式橡胶支座的工作原理，是通过利用钢盆中的橡胶板发挥承接荷载以及转动的功能，从而达到桥梁水平位移的要求。依靠盆式橡胶支座明显的优势，使得桥梁支座在桥梁工程中使用非常十分广泛。
1.2盆式橡胶支座的主要病害：
（1）盆式橡胶支座的支座位移的超限。位移的超限主要是支座本身质量较差导致的结果。即指盆式橡胶支座的聚四氟乙烯板产生侧向滑移，移出了不锈钢板面的范围内，导致盆式橡胶支座位移超限。
（2）盆式橡胶支座的钢盆锈蚀。这种病害的主要为钢盆的外表保护涂层地脱落，导致钢盆因为缺少保护而发生锈蚀的现象。
（3）聚四氟乙烯板的磨损严重。盆式橡胶支座的重要组成部分，不锈钢滑板和聚四氟乙烯板之间的滑动磨损，磨损严重会给盆式橡胶支座的使用寿命造成直接的影响。通常是按照聚四氟乙烯板的外露高度来判断它的磨损情况，从而应用更换支座或者是维修等处理方式。
（4）钢件的裂纹、变形和脱焊等病害。集中在下支座板的盆式橡胶支座钢件，表面出现裂纹为钢件的主要裂纹。钢件的变形主要是因为盆式橡胶支座盆底钢板支座反力的作用，导致表面翘起。钢件的脱焊主要是盆式橡胶支座钢板与盆底之间焊缝脱落的情况，因为钢盆环与盆式橡胶支座盆底之间的焊缝有承接剪应力的作用，导致盆式橡胶支座发生脱焊病害，严重影响着桥梁结构的使用安全。
2.板式橡胶支座病害分析
板式橡胶支座是由多层橡胶片和刚性的加劲物(主要包括薄钢板或者是钢筋、钢丝网)构成，同时橡胶与加劲物之间为了可以连接的更加牢固，通常运用涂胶、加压硫化的处理方法。一般情况下板式橡胶支座没有能够抵挡侧向位移，所以为了防止因为横向力或者是桥梁斜交二导致的侧向位移，—通常需要进行横向限位处理板式橡胶支座与支撑结构物。板式橡胶支座的病害主要包括以下几方面：
（1）板式橡胶支座的剪切变形和压缩变形太大。导致板式橡胶支座压缩或者是剪切变形太大的主要因素有支座的安装质量、支座的本身质量和桥梁的设计施工。如果板式橡胶支座本身质量就存在问题，抗压弹性模量或者是抗剪弹性模量指标没有达到设计要求，导致板式橡胶支座的竖向变形太大，给桥梁结构带来安全的威胁。另外如果个别橡胶支座有脱空等病害的出现，则有可能导致其他支座受力太刀造成变形。桥梁结构安装环境太高或太低，造成混凝土胀缩和徐变，再或者是设计桥梁纵坡太大，都可能给板式橡胶支座的变形过大造成印象。
（2）支座脱空。板式橡胶支座与桥梁的上部结构的底面或者是支座与下部的垫石之间出现缝隙是支座脱空的具体表现。造成脱空的因素很多，支座垫石标准高度控制不准确，垫石强度太低造成受压破碎和梁体伸缩太大都有可能导致板式橡胶支座脱空的出现。
（3）橡胶支座内部加劲物外漏。板式橡胶制作内部的钢板或者钢筋网等加劲物外露是这种病害的具体表现。导致这种病害发生的主要因素是因为钢板或钢丝网等加劲物位置不对，导致外侧的保护层厚度过薄，当橡胶支座发生裂缝或是严重老化后，就会导致钢板外露的现象。
（4）支座表面开裂。板式橡胶支座的表面出现水平裂缝或者是网状裂纹这种病害的表现，当板式橡胶支座的裂缝宽度大于0.2cm时，即为严重裂缝，一定要进行处理。导致板式橡胶支座表面开裂主要因素是因为橡胶支座质量不好或者是养护措施不对，造成橡胶支座老化丧失作用。
三、桥梁支座的病害处治
桥梁支座在桥梁结构安全中起到关键的作用，所以一定要重视桥梁支座病害问题的解决。因为桥梁支座的病害原因的多样性，因此应该根据病害支座的实际情况，有针对性的提出处治方法。
1.橡胶支座位移超限的处理
目前，处理橡胶支座的位移超限通常是运用将橡胶支座的锚栓铲除后，重新埋设的方法进行解决。但是为了确保支座位移超限的处理效果，应该更加深入的采取细化处理措施。首先要确保橡胶支座没有失效变形的现象的出现，并且支座的倾斜角度也要合理。然后再将桥面应力放散后，并根据温度的变化范围计算出支座的准确位置。最后，将锚栓铲除后再次把支座固定，而且在支座活动面中加入合适的钙基脂，为了进一步的增支座的灵活性。
2.支座脱空的处理
对于由于支座底部砂浆垫块开裂造成的橡胶支座底部脱空，可以采取通过利用环氧树脂砂浆填充的方式进行处理。其他情况的橡胶支座脱空的病害，可以先将板式橡胶支座取出，在清理完墩台以及桥梁上部结构底面后，根据橡胶支座的脱空高度，往其中垫置相同厚度的钢板，保证垫入的钢板与支座完全受力无间隙后即可。
3.桥梁橡胶支座的更换
对于支座变形过大、表面开裂以及盆式橡胶支座钢板锈蚀等其他由于支座本身质量所造成的病害，一般需要更换橡胶支座进行处理。更换桥梁橡胶支座主要采取顶升的方法进行处理。顶升处理实施方案主要有以下几种：
（1）超薄液压千斤顶法。这种方式主要是利用超薄液压千斤顶安置在主梁与墩体之间，直接对梁体进行顶升，需要注意的是严格控制顶升速度，确保桥梁梁体的受力均匀以及同步提升。
（2）鞍形支架。这种处理方式主要是通过利用桥墩作为支撑，并在盖梁上搭设鞍形支架的方式设置千斤顶，顶升梁体。
（3）满布式支架。这种方式主要是通过在桥梁的墩台两侧重新设置顶升基础的方式，在桥梁两端同步顶升，待梁体抬至一定高度后，更换橡胶支座进行必要的处理。
（4）抱柱支架法。利用抱柱支架进行橡胶支座的处理，主要是通过在桥梁墩台基础顶面设置斜支架的方式，并在支架顶面设置大吨位的千斤顶，顶升后进行橡胶支座的更换处理。
4.做好桥梁橡胶支座的维护保养
为了确保桥梁橡胶支座的使用安全，必须强化对桥梁橡胶支座的检查与维护保养工作。桥梁橡胶支座的维护保养应该严格按照《桥梁养护技术规范》中的相关规定，坚持按月度检查支座情况，按季度开展清扫，确保橡胶支座的完整清洁，避免桥梁橡胶支座受到油污、积雪以及积水造成橡胶支座的老化。在养护保养过程中，应该具有重点针对性，对于橡胶支座滑板与不锈钢接触面，应该及时补充添加硅脂油，确保接触面能够满足变形要求。对于丢失或者是病害严重的桥梁橡胶支座，则应该技术补充更换，确保桥梁结构一直处于安全稳定的状态。
四、结语
因为桥梁橡胶支座病害关系到设计方案、施工技术、生产工艺、原材料以及后期维修保养等环节，为了防止桥梁橡胶支座病害现象的出现，首先在选择支座材料时一定要确保质量，各项力学强度指标符合要求，而且橡胶支座设计方案要优化，严格依据规范与设计要求施工安装，同时也要注意做好必要的检侧维护工作，对于已经有病害问题的桥梁支座，在解决上一定要针对橡胶支座的具体病害表现分析其病害因素，而且采取处理措施要有针对性，确保桥梁结构状态的安全和稳定。
