橋梁支座施工質(zhì)量通病治理技術(shù)研究

柳 凱

(中鐵二十局集團第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215000)

1 前 言

橋梁支座作為橋梁受力的關(guān)節(jié)，起著承受橋梁上部恒載、活載以及偶然荷載的作用，并保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載、溫度以及混凝土收縮徐變的情況下能夠產(chǎn)生適應(yīng)性變形量，從而使橋梁結(jié)構(gòu)的受力特征符合結(jié)構(gòu)的受力圖式，見圖1。

圖1 簡支梁靜力圖式

橡膠支座分類方法較多，通常在受力特征上分為固定支座和活動支座，按其形狀，又可以分為球形支座、盆式支座和板式支座。目前江蘇省高速公路梁式橋支座常用的有盆式支座和板式支座。其中盆式支座一般設(shè)置在橋梁受力和跨徑較大的橋梁，而板式支座則用于跨徑較小的橋梁。

對于固定支座，其受力特征是固定梁體位置，承受水平及豎向荷載，確保梁體產(chǎn)生變形時在支點處能夠延豎軸轉(zhuǎn)動。對于活動支座，其只承受由上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的豎向力，并確保梁體在支點處的轉(zhuǎn)動以及水平位移。

在支座安裝時，只有知道支座的工作原理，理解設(shè)計意圖，并知道支座在所在橋梁中所起到的用途作用，才能夠避免在支座施工時出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量通病，給后續(xù)橋梁運營留下隱患。在橋梁的支座施工安裝過程中，不能改變支座應(yīng)有的構(gòu)造形式，否則會改變橋梁的整體受力性能。

2 橡膠支座施工安裝通病

2.1 通病產(chǎn)生的概況

橡膠支座在橋梁支座應(yīng)用中具有較大優(yōu)勢，比如具有良好的變形性能，可以延任何方向適用變形，因此，具有良好的足夠抵制正應(yīng)力和剪應(yīng)力的強度特性。

橋梁支座的主要病害表現(xiàn)在盆式支座傾斜、單向支座方向反置、四氟滑板損害，板式支座脫空、滑動支座失效、支座初始剪切變形變大、壓縮變形大、支座的有效高度減小等病害。這些病害，導(dǎo)致了橋梁的整體受力性能的改變，支座喪失部分或全部功效，對橋梁質(zhì)量以及行車的安全性帶來極大的隱患。在支座施工時，必須要重視支座的安裝質(zhì)量，而其前提就是領(lǐng)會設(shè)計意圖，熟悉施工技術(shù)規(guī)范。

2.2 滑動支座的病害

通常情況下，為了適應(yīng)橋梁在力和溫度變化作用下的變形，會在橋臺側(cè)或者橋墩的一側(cè)設(shè)置四氟滑板支座。四氟滑板支座主要是利用聚四氟乙烯板與其上側(cè)梁底安放的不銹鋼板相對摩擦系數(shù)小的這種特性，從而達到可以適應(yīng)梁體變形的需要。因為，如果梁體不能自由伸縮，就會在梁的內(nèi)部產(chǎn)生非常大的內(nèi)力，對結(jié)構(gòu)安全影響巨大?；瑒又ё谑┕r容易出現(xiàn)的問題如下。

四氟滑板支座在安裝時，不涂抹硅脂油或者涂抹不合格的硅脂油?；瑒又ё獙崿F(xiàn)較小的摩擦力，必須涂抹硅脂油，但是涂刷硅脂油后，橋梁安裝中又容易造成梁體的側(cè)向滑動，因此，很多情況下，施工單位并不涂抹硅脂油，或者為了應(yīng)付檢查涂抹了不合格的硅脂油或者其他脂類油，不但不能起到滑動的作用，還會影響滑動。

有的施工隊伍在安裝四氟滑板支座時，由于梁體底部高差的存在，采用了在聚四氟乙烯板和不銹鋼板之間夾墊普通鋼板或者砂漿，使梁體的變形受阻，支座的剪切力變大，容易損壞，見圖2。

1.板梁；2.冠狀圓板支座；3.聚四氟乙烯板板；4.下墊普通鋼板；5.不銹鋼板；6.砂漿墊層 ；7.墩臺帽；8.新拌砂漿處理層；x為剪切變形有效高度。圖2 不正確的處理方法

四氟滑板支座施工中的另一個問題是支座本身的質(zhì)量不過關(guān)，主要表現(xiàn)在：聚四氟乙烯板的厚度不足，一般情況下，厚度不小于2 mm；聚四氟乙烯板的儲油槽直徑、槽深度、儲油槽的總面積等不合格。比如，其直徑不應(yīng)小于1 cm，深度不得低于聚四氟乙烯板厚度的2/3，槽的面積不得小于聚四氟乙烯板總面積的70%。在實際施工中，不合格的橡膠支座是非常常見的。

2.3 壓縮或剪切

支座承受上部荷載的力就會產(chǎn)生壓縮變形，支座承受水平荷載的力，則會產(chǎn)生剪切變形，因此，支座的變形是無法避免并且是允許的，只有產(chǎn)生變形才對結(jié)構(gòu)安全有利。橡膠支座的轉(zhuǎn)動角度是由支座本身材料的不均勻壓縮實現(xiàn)，通過剪切變形來實現(xiàn)橋梁在水平方向的位置移動。而橡膠支座的高度又是決定剪切變形量大小的決定性因素。

在施工過程中，由于支座本身質(zhì)量不過關(guān)，或者由于受力不均勻，會造成受力較大的支座壓縮變形增大，產(chǎn)生鼓凸、支座側(cè)面環(huán)狀變形，甚至出現(xiàn)裂縫。另一方面，有的施工單位為了施工簡便，將支座直接安放在新拌砂漿內(nèi)，以確保支座不移位，但是這樣做就阻止了支座的正常變形，導(dǎo)致支座破壞。由于安裝不當(dāng)，也會產(chǎn)生支座的早期初始剪切變形增大。長期的剪切狀態(tài)對支座的耐久性影響較大。

2.4 支座及支承部位的強度不足

橡膠支座的質(zhì)量是保證支座有效工作的前提，近年來，橡膠支座質(zhì)量問題頻發(fā)。主要表現(xiàn)在抗壓及抗剪彈性模量不足，造成橡膠支座的延展性及變形適應(yīng)能力減弱。

另外，橡膠支座在安裝過程中，施工人員為了調(diào)整高差，將新拌砂漿放置于橡膠支座的底部，在砂漿沒有凝固之前將支座放置在其上，在這種情況下，砂漿會因失水而強度減弱，在長期荷載作用下逐步失去強度而損壞，支座脫空失效。

支座墊石的質(zhì)量也是確保支承強度的重要決定因素。因為支座墊石一般厚度較薄，施工混凝土量少，容易被施工人員忽視，經(jīng)常會出現(xiàn)養(yǎng)生不到位而強度不足，裂縫現(xiàn)象，這樣的情況就會嚴(yán)重影響支承處的受力。

2.5 其他不規(guī)范現(xiàn)象

在支座存在縫隙和高差時，采用多層鐵片或者鋼板墊厚，鋼板過多，會產(chǎn)生鋼板腐蝕，從而在鋼板腐蝕后脫落，支座脫空。

四氟滑板支座的不銹鋼板與普通鋼板未有效固定連接，造成長期服役后不銹鋼板脫落。

橡膠支座頂部和底部多層夾墊小塊鋼板現(xiàn)象。為了使支座不脫空，施工人員擅自在支座的上部或者下部夾墊小塊鋼板，極易產(chǎn)生后續(xù)過程中的脫空，還容易造成支座不均勻受力。

梁底部的預(yù)埋鋼板表面的水泥漿強度低，層薄，極易脫落，因此在橡膠支座安裝時，應(yīng)鑿除水泥漿。

支座定位也是支座通病中一個比較嚴(yán)重的問題，支座定位不準(zhǔn)會造成理論支承線與實際支承線偏離，造成受力圖式不符合規(guī)范和設(shè)計，影響橋梁運營。

3 通病的防治

3.1 技術(shù)交底與首件工程

技術(shù)交底和首件工程是確保橡膠支座安裝質(zhì)量的前提。交底時，不僅要告訴施工人員怎樣做，還必須講清什么這樣做，讓施工工人領(lǐng)會設(shè)計意圖。

首先，制訂操作規(guī)程，對于各種不同的支座應(yīng)分別制訂操作規(guī)程。其次，進行技術(shù)交底，要交底到每個施工人員。然后，對施工進行現(xiàn)場指導(dǎo)，指出存在的問題。一般情況下，還需要通過首件工程進行支座安裝施工的規(guī)范。首件施工結(jié)束后，要對首件工程進行總結(jié)。

3.2 支座安裝的技術(shù)要點

支座墊石是橡膠支座的支承部位，其質(zhì)量是支座質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。支座墊石施工時，著重控制其位置、澆筑的厚度、表面平整度、墊石的四角高差以及養(yǎng)生。其中，養(yǎng)生是控制的難點，必須保證在養(yǎng)生期間不失水，不產(chǎn)生裂縫。澆筑時，確保新舊混凝土粘結(jié)質(zhì)量。在支座安裝時，如果墊石出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，必須鑿除重新澆筑。

在支座安裝前，必須對墊石以及墩臺的高程進行復(fù)核，如果超出允許范圍，按本研究后續(xù)方法進行調(diào)整。

位置放樣必須準(zhǔn)確，應(yīng)不僅僅定位支座中心線，還必須定位支座的邊線以利于直觀控制位置。

對于梁板底部的預(yù)埋鋼板，必須鑿除其附著的水泥漿，并確保鋼板不銹蝕。

為了保證支座的初始剪切力不超過允許范圍，必須在每天的較低溫度下進行安裝。無論在什么溫度下安裝都會產(chǎn)生變形，必須要求安裝后，橋面連續(xù)前還進行一次檢查，如有剪切應(yīng)調(diào)整放松。

當(dāng)出現(xiàn)支座脫空時，正確的處理方法如下。

(1)當(dāng)支座與箱梁底部出現(xiàn)縫隙時，應(yīng)采用游標(biāo)卡尺精確測量其縫隙大小，用σ表示，σ=H-h，其中H是指墊石頂面與梁版底部的高度差。

(2)將支座及鋼板取下后，用高強灌漿料拌制自流平砂漿，其厚度為σ。

(3)自流平砂漿施工后應(yīng)養(yǎng)護避免出現(xiàn)裂縫，然后安裝梁板。

(4)如果σ在10 mm以內(nèi)，則采用鋼板進行處理，需要注意的是鋼板必須與墊石頂面密貼。

在四氟滑板支座的安裝過程中，需要注意的是必須要確保聚四氟乙烯板與不銹鋼板的密貼，并確保不銹鋼板與普通鋼板的粘結(jié)牢固。

如果橋梁安裝已經(jīng)結(jié)束，橫向聯(lián)系已經(jīng)形成，在這種情況下，用原來的方法顯然已經(jīng)無法進行處理，這時，則需要整體頂升施工進行處理。

首先將梁板用千斤頂頂起。注意頂升過程的千斤頂行走平衡，受力均勻。其次是頂升的高度應(yīng)滿足作業(yè)的高度。然后用高強砂漿或灌漿料自流平砂漿處理。等強度滿足要求后再放松千斤頂落梁。在支座更換期間，橋梁應(yīng)封閉交通，并派專人查看橋梁各部分情況，避免出現(xiàn)頂升裂縫。

4 結(jié)束語

橡膠支座在橋梁結(jié)構(gòu)中非常重要，一旦出現(xiàn)病害會給橋梁結(jié)構(gòu)安全造成極大的影響，因此，在支座施工時，要加強對質(zhì)量的管理工作，做好技術(shù)交底和過程的檢查工作，只有安裝過程規(guī)范，才能確保支座的正常使用。