橋梁板式橡膠支座更換施工及控制技術(shù)

倪青

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)快速發(fā)展，道路橋梁工程面臨著嶄新的發(fā)展形勢，對橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性提出了更高要求。如何采取有效技術(shù)措施，強(qiáng)化橋梁板式橡膠支座更換施工質(zhì)量，成為橋梁工程事業(yè)發(fā)展必須面臨的焦點(diǎn)課題之一?；诖?，本文首先介紹了橋梁板式橡膠支座的諸多病害類型，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從支座更換思路、千斤頂安裝、頂升、支座抽換等多個(gè)步驟與環(huán)節(jié)就橋梁板式橡膠支座更換施工及控制問題展開了研究，闡述了個(gè)人對此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識，望對相關(guān)施工實(shí)踐有所裨益。

Abstract： With the sustained and rapid development of economy and society， road and bridge engineering is facing a new development situation， which puts forward higher requirements on the stability and safety of bridge structures. How to take effective technical measures to strengthen the quality of bridge plate rubber bearing replacement construction has become one of the focal issues that must be faced in the development of bridge engineering. Based on this， this article first introduces many types of diseases of bridge plate rubber bearings， and researches on the bridge plate rubber bearing replacement construction and control respectively from the steps of bearing replacement ideas， jack installation， jacking， bearing replacement and other steps combined with relevant practical experience， and several personal opinions and understandings are expounded， which is expected to be beneficial to the relevant construction practice.

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu);橡膠支座;更換施工;控制技術(shù)

Key words： bridge structure;rubber bearing;replacement construction;control technology

中圖分類號：U445.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）14-0174-02

0? 引言

作為橋梁工程結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)成要素之一，板式橡膠支座的關(guān)鍵地位不言而喻，在提高橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減緩橋梁結(jié)構(gòu)震動(dòng)等方面發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前形勢下，必須客觀審視板式橋梁橡膠支座更換施工現(xiàn)狀問題，找準(zhǔn)薄弱環(huán)節(jié)，把握關(guān)鍵施工控制技術(shù)要點(diǎn)，對施工效果進(jìn)行強(qiáng)化提升。本文就此展開了探討。

1? 研究背景

橋梁支座是橋梁結(jié)構(gòu)上下部分的交合點(diǎn)，承載著來自于橋面結(jié)構(gòu)的自身重量，向橋墩基礎(chǔ)傳遞結(jié)構(gòu)性壓力，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代橋梁工程結(jié)構(gòu)之中。板式橡膠支座憑借著出色的穩(wěn)定性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、延展性、耐久性等諸多應(yīng)用優(yōu)勢，成為橋梁支座的主流類型之一。受溫度、濕度、外來應(yīng)力等方面要素的影響，橋梁板式橡膠支座會出現(xiàn)損毀、老化、開裂等問題，疲勞指數(shù)直線上升，嚴(yán)重情況下危及橋梁工程結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定，必須采取有效技術(shù)措施改善橋梁結(jié)構(gòu)受力狀況，以確保橋梁工程的正常使用，延長橋梁工程使用壽命。長期以來，國家高度重視板式橡膠支座的更換與施工問題，先后相繼制定實(shí)施了一系列重大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，為橡膠支座更換施工提供了基本遵循，在實(shí)踐領(lǐng)域取得了令人矚目的現(xiàn)實(shí)成就，積累了豐富而寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。橋梁板式橡膠支座的更換涉及諸多方面要素，若統(tǒng)籌處理不當(dāng)，極易造成施工質(zhì)量問題，并為橋梁結(jié)構(gòu)埋下安全隱患，應(yīng)在正式更換施工前制定詳細(xì)可行的施工技術(shù)控制方案，明確各個(gè)操作環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格掌握施工技術(shù)流程，使橡膠支座更換順利有序完成。

2? 橋梁板式橡膠支座的病害分析

2.1 板式橡膠支座開裂

板式橡膠支座開裂是最常見的共性病害問題之一。出現(xiàn)開裂問題的橡膠支座承載性能嚴(yán)重下降，延展性降低，嚴(yán)重情況下喪失應(yīng)有性能。造成板式橡膠支座開裂問題的主要原因有：一是板式橡膠支座原材料質(zhì)量低劣，自身性能指標(biāo)不足，在加工制作過程中，無法形成相對穩(wěn)定的內(nèi)部微觀性能。比如，采用再生膠而非天然膠，容易造成橡膠內(nèi)部構(gòu)造存在大量網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，受力不均勻，粘合效果不理想，容易出現(xiàn)明疤或龜裂。二是安裝施工控制不當(dāng)，在板式橡膠支座進(jìn)行初次安裝施工時(shí)，背離技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，容易出現(xiàn)壓偏、脫空等問題（如圖1、圖2所示）。同時(shí)板式橡膠支座安裝方向有誤，造成支座與不銹鋼板之間出現(xiàn)較為顯著的摩擦副，久而久之導(dǎo)致支座剪切變形變大，最終使得滑板支座被破壞（如圖3、圖4所示）。

2.2 支座支撐面平整度與高差控制失效

有效控制板式橡膠支座支撐面的平整度與高差，是提高橡膠支座實(shí)際性能的重要途徑。在現(xiàn)行橡膠支座支撐面技術(shù)要求下，往往采用支座墊石，由于墊石不具備彈性特質(zhì)，因此應(yīng)按照技術(shù)規(guī)范將其頂面高度誤差控制在8mm以內(nèi)，四角高差不宜超過5mm。縱觀當(dāng)前橡膠支座控制實(shí)際，普遍存在著忽視平整度與高差控制這一共性問題，所采用的水平尺等儀器設(shè)備精度誤差較大，使最終施工完成的橡膠支座受力失衡，局部偏壓過重，受外來應(yīng)力過大的一側(cè)疲勞指數(shù)更容易出現(xiàn)上升現(xiàn)象，老化速度加快。

2.3 安裝應(yīng)力消除不及時(shí)，導(dǎo)致橡膠支座剪切變形

由于板式橡膠支座安裝過程復(fù)雜，受力狀況不甚清晰，必須對安裝完成后的橡膠支座進(jìn)行受力分析與檢測，使梁底與支座完全接觸，及時(shí)徹底消除外來應(yīng)力，以保證來自于橋面的沖擊力能夠得以有效化解。而現(xiàn)狀表明，部分橡膠支座應(yīng)力消除不徹底，導(dǎo)致橡膠支座剪切變形，出現(xiàn)病害問題。

3? 橋梁板式橡膠支座更換施工及控制技術(shù)探討

3.1 支座更換施工思路

要對板式橡膠支座的病害問題進(jìn)行全面了解，清晰明確掌握具體病害位置，對其經(jīng)濟(jì)性與社會影響等進(jìn)行全面客觀評估分析，本著盡可能降低施工過程對交通流量影響的原則，制定支座更換施工技術(shù)方案，為整個(gè)施工流程提供方向性保證。合理計(jì)算橡膠支座頂升位移量，實(shí)施整體同步頂升，對橋梁結(jié)構(gòu)性受力狀況、施工空間狀況等因素進(jìn)行分析，減少不必要的施工操作環(huán)節(jié)與步驟，使更換后的橡膠支座具備實(shí)際功能。

3.2 施工準(zhǔn)備

在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，將散落附著于橡膠支座與梁體結(jié)構(gòu)周邊的零碎混凝土進(jìn)行徹底清除。配置性能良好的施工機(jī)械設(shè)備，包括千斤頂、高壓油管等，并對其性能進(jìn)行檢測，使其可承擔(dān)高強(qiáng)度的頂升施工任務(wù)。搭設(shè)橡膠支座更換施工平臺與頂升支架，確保平臺結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定，杜絕平臺與支架傾斜等問題。檢查了解橡膠支座墊石、鋼板等現(xiàn)狀，記錄其相應(yīng)信息。對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)，掌握支座更換各項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)。

3.3 千斤頂?shù)陌惭b

千斤頂?shù)陌惭b位置極為關(guān)鍵，關(guān)系到后續(xù)頂升施工的實(shí)效性。為提高千斤頂?shù)姆€(wěn)定性，需在千斤頂?shù)撞亢晚敳糠謩e設(shè)置特定尺寸的鋼板，詳細(xì)尺寸要求如表1所示。鋼板的中心線應(yīng)與千斤頂?shù)闹行木€相重合。在無需實(shí)施橡膠支座更換的一側(cè)設(shè)置臨時(shí)支撐，并將其固定螺栓進(jìn)行松解，避免千斤頂遭受過多外來載荷。嚴(yán)格控制千斤頂與橋梁結(jié)構(gòu)之間的相互垂直度，防止過大偏差。檢查與千斤頂連接的液壓油管性能，在確認(rèn)其性能達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，實(shí)施試頂，得出相應(yīng)的試頂數(shù)據(jù)結(jié)果，與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對分析，必要情況下對千斤頂位置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

3.4 布置監(jiān)控應(yīng)力與撓度觀測點(diǎn)

設(shè)置監(jiān)控應(yīng)力與撓度觀測點(diǎn)的目的在于，及時(shí)觀測發(fā)現(xiàn)千斤頂頂升過程中出現(xiàn)的偏差問題，為及時(shí)糾偏提供動(dòng)態(tài)化技術(shù)參考與依據(jù)。監(jiān)控應(yīng)力和撓度觀測點(diǎn)的位置應(yīng)該綜合考慮施工現(xiàn)場實(shí)際情況，使具體觀測過程不受外界要素影響與干擾。

3.5 頂升

在頂升施工中，應(yīng)確保頂升角度合理，頂升受力均衡，及時(shí)排查處理橋梁頂升過程中出現(xiàn)的異常問題。可根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際，采用分級頂升操作，將整個(gè)橋梁細(xì)化分解為多個(gè)不同的層級，控制總體頂升高度，使橋梁頂升始終處于相對平衡狀態(tài)。嚴(yán)格控制頂升速度，保持在3mm/min-5mm/min左右為宜，既要防止頂升速度過快而造成的橋梁結(jié)構(gòu)損傷，又要防止頂升速度過慢而使千斤頂遭受過大載荷。應(yīng)及時(shí)讀取頂升高度觀測數(shù)據(jù)，在輔助頂區(qū)域依次放置墊塊，當(dāng)頂升高度達(dá)到設(shè)計(jì)高度時(shí)，則應(yīng)加滿墊塊。

3.6 支座抽換

當(dāng)頂升達(dá)到特定高度時(shí)，即可進(jìn)行支座抽換操作。將原橡膠支座的固定螺栓卸下，使用液壓油缸將原支座平行取出。為防止支座取出過程中支座底部區(qū)域的損毀，可采用特定粗細(xì)程度的鋼絲予以輔助。在墩身正面需安裝特定數(shù)量與密度的固定點(diǎn)，并用鋼板與螺栓進(jìn)行充分固定。取出后的橡膠支座沿著預(yù)先設(shè)定好的路線進(jìn)行運(yùn)送，防止墜落。取出操作完成后，同樣需要運(yùn)用液壓油缸將新橡膠支座推入預(yù)定位置，并用螺栓固定。

3.7 橋梁的回落和緊固

支座抽換完成后，要對橋梁進(jìn)行回落并緊固。具體方法為對千斤頂進(jìn)行減壓，合理控制橋梁回落速度，避免回落過快或過慢而影響最終整體施工效果。梁體回落后需用螺栓進(jìn)行緊固，確保梁體結(jié)構(gòu)在支座頂?shù)木鶆蚴芰?。受力檢測結(jié)果達(dá)標(biāo)后，則可陸續(xù)拆除臨時(shí)支架與千斤頂。

3.8 更換施工的監(jiān)控

板式橡膠支座更換過程中，科學(xué)合理的監(jiān)控措施可有效防止施工缺陷，提高施工控制質(zhì)量。一是應(yīng)力監(jiān)控，要在固結(jié)墩處設(shè)置應(yīng)力觀測點(diǎn)，對橋梁結(jié)構(gòu)綜合應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算分析，防止應(yīng)力過大。二是撓度監(jiān)控，主要目的在于控制相鄰兩主梁間的位移變化量，以免造成橋面剪切破壞。三是梁體與伸縮縫及其他附屬設(shè)施的監(jiān)控，及時(shí)排查上述結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的異常狀況，并采取針對性技術(shù)措施進(jìn)行防控。

4? 結(jié)語

綜上所述，受技術(shù)方法、施工過程、管理模式等方面的影響，橋梁板式橡膠支座更換實(shí)踐中依舊存在著諸多缺陷與不足，制約著整體施工質(zhì)量的優(yōu)化提升。因此，技術(shù)人員應(yīng)從橋梁工程結(jié)構(gòu)的客觀實(shí)際需求出發(fā)，充分遵循板式橡膠支座更換基本規(guī)律，創(chuàng)新施工技術(shù)實(shí)施理念，強(qiáng)化施工技術(shù)運(yùn)用措施，切實(shí)提高板式橡膠支座更換質(zhì)量與效果，為提升橋梁工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為促進(jìn)國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展保駕護(hù)航。

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