公路橋梁橡膠支座的常見(jiàn)病害成因分析

     橋梁支座缺陷的種類(lèi)眾多，這里針對(duì)板式橡膠支座、盆式橡膠支座和坡形球冠板式橡膠支座的常見(jiàn)病害進(jìn)行成因分析。

一）、板式橡膠支座和坡形球冠板式橡膠支座

    板式橡膠支座和坡形球冠板式橡膠支座性能劣化類(lèi)型包括橡膠老化開(kāi)裂、鋼板外露、不均勻鼓凸與脫膠、脫空、剪切變形、鼓包開(kāi)裂等現(xiàn)象，主要是施工單位在支座安裝時(shí)未重視坡形支座的合成坡度方向，隨意安裝，導(dǎo)致支座偏壓而產(chǎn)生不同變形；由于支承墊石標(biāo)高不準(zhǔn)，預(yù)制梁產(chǎn)生橫向滑移而對(duì)支座產(chǎn)生剪切；未將支座按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求穩(wěn)固地粘貼在墊石上，致使吊梁時(shí)隨意拖動(dòng)支座，導(dǎo)致方向、位置不準(zhǔn)而不能均勻受力。

  1、開(kāi)裂是指板式橡膠支座表面形成的龜裂裂紋。一般板式橡膠支座經(jīng)一定使用年限后，均會(huì)出現(xiàn)表面的龜裂裂紋，但裂紋寬度和深度均不大。但是下圖支座在使用一年后就出現(xiàn)大量的起鼓、開(kāi)裂，支座本身質(zhì)量問(wèn)題占很大比例。

  2、鋼板外露是指由于橡膠龜裂或支座制作不佳使板式橡膠支座內(nèi)部的鋼板外露。

  3、不均勻鼓凸與脫變發(fā)生在橡膠與鋼板粘結(jié)破壞時(shí)。通常板式橡膠支座在荷載作用下，鋼板之間的橡膠向外發(fā)生均勻的凸起屬正?，F(xiàn)象。當(dāng)橡膠與支座內(nèi)加勁鋼板粘結(jié)不良，在荷載作用下發(fā)生鋼板與橡膠脫膠，引起不均勻的鼓凸，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)出現(xiàn)起鼓開(kāi)裂甚至爆裂。

  4、支座脫空：

    脫空是指板式橡膠支座與橋梁底面及支承墊石頂面出現(xiàn)的縫隙大于相應(yīng)邊長(zhǎng)的25%。通常板式橡膠支座使用時(shí)，應(yīng)通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算，使支座頂?shù)酌媾c橋梁全面積接觸。局部脫空一方面造成支座壓應(yīng)力增加，另一方面支座脫空部位與外界空氣接觸，容易產(chǎn)生橡膠老化。

    支座脫空是目前支座安裝上存在最普通和嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題之一。主要是由于支座底部砂漿塊開(kāi)裂松散及墩臺(tái)頂面不平造成的底面局部脫空，頂部完全脫空，局部脫空及支座的缺失。某個(gè)支座脫空將造成其他支座受力過(guò)大，影響支座的耐久性，此外，可能會(huì)使上部構(gòu)造受力不均，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。支座脫空產(chǎn)生的主要原因是：

  1）、墩臺(tái)頂支座墊石標(biāo)高控制不當(dāng)

  2）、梁體預(yù)制時(shí)梁端三角楔形塊不平，尤其是斜交板梁較難控制

  3）、墊石強(qiáng)度過(guò)低，受壓后墊石破碎，引起脫空

  4）、支座安裝溫度選擇不當(dāng)，安裝時(shí)氣溫過(guò)高或過(guò)低，后期梁體伸縮過(guò)大導(dǎo)致支座出現(xiàn)難以恢復(fù)的縱向一側(cè)較明顯的半脫空。

5、支座變形過(guò)大

    支座變形是指壓縮變形和剪切變形，剪切超限是指板式橡膠支座在最高及最低溫度條件下的最大恒載剪切變形tan >0.45.變形過(guò)大有支座本身質(zhì)量和安裝質(zhì)量?jī)煞矫嬖?。支座本身質(zhì)量問(wèn)題是指支座抗壓彈模量大小主要影響支座在各級(jí)荷載下的豎向變形，而各種結(jié)構(gòu)對(duì)豎向變形的適應(yīng)性不同，過(guò)大的豎向變形可能對(duì)連續(xù)梁等上部構(gòu)造產(chǎn)生極為不利的附加內(nèi)力，有時(shí)與下部構(gòu)造的豎向位移疊加后總位移可能超出設(shè)計(jì)控制范圍。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。支座安裝時(shí)也會(huì)引起支座初始變形過(guò)大，從耐久性來(lái)說(shuō)是不好的，剪切變形越大越不好，長(zhǎng)時(shí)間過(guò)大變形將加速橡膠老化，會(huì)降低支座使用壽命。過(guò)大的變形產(chǎn)生原因主要有：

  1）、由于同一梁體有的支座完全脫空導(dǎo)致個(gè)別支座手里過(guò)大而引起初試變形過(guò)大。

  2）、安裝濕度過(guò)高，過(guò)低，隨環(huán)境溫度變化，混凝土脹縮、徐變和汽車(chē)制動(dòng)力的作用引起過(guò)大剪切變形。

  3）、橋梁縱坡設(shè)計(jì)過(guò)大導(dǎo)致縱向剪切變形過(guò)大。

6、支座的串動(dòng)是由于支承墊石不平，造成支座局部承壓，引起支座位置串動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成個(gè)別支座脫落。

7、支座偏位

    支座偏位是面前支座安裝上存在最普遍的問(wèn)題，分為縱向偏位和橫向偏位，嚴(yán)重的支座偏位將造成支座不均勻受力，梁體受力附加內(nèi)里過(guò)大等病害。支座偏位產(chǎn)生的原因主要是支座或墊石放樣不標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該在支座安裝時(shí)進(jìn)行校核。如墊石位置有較小偏差，可采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行調(diào)整，如偏差過(guò)大，應(yīng)重新澆筑墊石。

二）、盆式橡膠支座

    盆式橡膠支座缺陷類(lèi)型包括鋼件裂紋和變形、鋼件脫焊、銹蝕、聚四氟乙烯滑板磨損、支座位移超限、支座轉(zhuǎn)角超限和錨栓剪斷等。盆式支座出現(xiàn)的問(wèn)題主要是施工單位不熟悉安裝方法、縱橫限位概念模糊或施工管理不到位導(dǎo)致。

  1）、鋼件裂紋和變形是指盆式橡膠支座的鋼件中出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的裂紋，以及支座鋼板在荷載作用下發(fā)生翹曲。

  2）、聚四氟乙烯板磨損指盆式橡膠支座中由于聚四乙烯和不銹板和不銹鋼滑板之間平面滑動(dòng)所產(chǎn)生的磨損。磨損程度用測(cè)量聚乙烯辦的外露高度來(lái)表示。

  3）、支座位移超限是由于設(shè)計(jì)及安裝不當(dāng)造成支座聚四氟乙烯板滑出不銹鋼板板面范圍。

  4）、支座轉(zhuǎn)角超現(xiàn)實(shí)由于設(shè)計(jì)及安裝不當(dāng)造成支座轉(zhuǎn)角超過(guò)相應(yīng)荷載作用下最大的預(yù)期設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角。支座轉(zhuǎn)角應(yīng)由盆式橡膠支座頂

底板之間的最大和最小間隙求出。

  5）、支座非正常約束：這與支座本身質(zhì)量無(wú)關(guān)，主要是施工過(guò)程處理不當(dāng)造成。