桥梁板式橡胶支座病害原因及防范对策

■冯震锋 ■江苏省交通工程集团有限公司，江苏 南京 211500

南京机场高速公路改扩建工程施工过程中，对老桥调查时，发现老桥板式支座病害比较多，局部还比较严重。南京机场高速公路改扩建2期工程15 座老桥板式支座。支座脱空高达4.3%，个别桥梁个别板式支座完全脱空。支座剪切变形达到2.2%，其中有为数不少支座因剪切变形而开裂。支座横向位移现象也存在，达到0.9%。

橡胶支座作为桥梁上下部结构承上启下的结构，由于施工和运营等各种原因，在运营后一至两年内，部分支座会出现不同程度的病害，必然对桥梁结构产生不利的影响，加上其他外力的作用下，会导致梁体出现裂缝，严重的出现较宽较深的裂缝，影响桥梁结构安全和使用寿命，造成安全隐患。

1 板式支座病害成因的分析

1.1 板式支座本身的原因

支座本身存在原因大多数是支座厂家为了不正当获利，销售不合格支座或翻新支座。这些支座材料有可能不均匀，橡胶耐疲劳程度差。

1.2 板式支座安装存在问题

(1)安装方向不正确。除圆形板式支座没有方向要求外，其他形式支座均有安装方向的要求，在施工中施工人员经验不足，或没有仔细阅读支座使用说明等原因导致支座安装错误。

(2)型号搞混。有些特殊的板式支座，如同等支撑反力的常温与耐寒支座，在大小与外观无法判别，但在极限耐寒温度上有很大差别。一旦安装错误，在寒冷条件下，常温支座极容易损坏。

(3)板式滑动支座滑动面处理不到位。由于硅脂油比较贵，但用量却比较少。一些施工单位为了施工简便，在滑动支座安装过程中，滑动支座的表面少涂硅脂油、不涂硅脂油或涂硅脂面被污染，导致滑动支座与梁体之间摩擦力增大，梁体的位移对滑动支座产生的巨大内力无法消除，导致滑板支座剪切破坏。

1.3 支座支承面平整度、高差控制不到位

桥梁一般设置支座垫石作为支座的支承面，支座垫石顶面平整度及四角高差要求比较高，顶面高程误差±5mm，四角高差不大于2mm。工人在一般在施工利用水平尺进行平整度控制，水平尺只能控制两端，另两端控制不到位。加上水平尺的精度不够，支承面的平整度和高差难以达到施工规范要求的精度。支座安装后，由于支座支承面平整度、高差控制不到位，使梁体下单个支座或多个支座受力不均衡，出现支座局部脱空现象发生，导致支座被压实的部位变形超出规定值，加速了支座橡胶的老化。

1.4 预制梁安装时未采取消除应力措施

橡胶支座安装落梁后，由于桥梁横纵坡的影响，梁底与支座面不能完成接触。桥梁投入运营后，车辆反复对梁板的冲击，梁板将冲击传递到支座上，由于梁板与支座不能完全接触，导致梁板与支座接触处应力增大，形成座剪切破坏。

1.5 桥梁横纵向连接或伸缩缝未完成，就进行开放交通

在施工中有些施工单位为了施工方便，在桥梁横纵向连接未完成时，就在桥梁行驶载重车辆，个别梁板下支座单独受力，而非桥梁支座集体受力，导致支座过载受压破坏。

现桥梁伸缩缝施工基本上在路面黑色完成后，伸缩缝施工前，伸缩缝槽内施工为方便填筑石子等半刚性材料。在黑色施工过程中载重运输车辆通过时，半刚性材料会使梁板与支座的摩擦系数增加，导致支座剪力增加，支座受剪切破坏或出现位移。

2 板式支座病害防范对策

根据支座病害的形成原因，进行支座病害防范。

2.1 加强支座本身质量控制

施工单位在选择支座供应商时，应尽量选择支座生产厂家，而不是中间贸易商。必要时派试验人员进厂进行监督，主要防止厂家以翻新支座冒充优良支座。支座进场后按照规范标准，选择质量最为可疑支座进行试验。

2.2 板式支座附属构件的检查

对完成的支座垫石的强度、平整度，四角高差进行严格的测量。施工中一般将支座垫石的混凝土标号提高一个等级以保证支座垫石的强度，支座垫石方量不大，提高一个强度等级不会增加太大的成本支出。

在施工支座垫石时，利用两把水平尺交叉控制平整度。支座垫石在测量时尽量多测量几处进行相互校核。为了避免人为和机械的误差，测量精确度比较高的电子水准仪为优选。支座附件中上下铁板选择时，必须平整，厚度均一，不宜变形。

2.3 加强支座安装质量的控制

支座安装时，仔细核对支座的型号并做出明显的记号。并根据设计的要求在支座垫石上测放出支座的轮廓线，安装时以轮廓线为控制线，利于支座位置精确定位，也不会搞混支座的安装方向。

滑动支座的滑动面若被污染，利用沾有少量汽油纱布将被污染的滑动面上硅脂油擦拭干净后，放置～3min 待汽油挥发后，用新的硅脂油均匀涂抹。严禁利用润滑油代替硅脂油。

2.4 板式支座与支座垫石、梁板之间空隙处理

支座安装后，与支座垫石之间存在空隙，若支座垫石起伏不平，利用角磨机将支座垫石高处进行打磨，由于支座垫石在制作过程中测量控制比较严，打磨工作量不大。若支座垫石成盆地状利用环氧砂浆将支座垫石进行顶面调平后二次安装支座。

由于桥梁纵横坡及梁体地面为平面的影响，三种办法处理，一种将支座垫石做成倾斜状，但该方法施工精度难以控制，加上后期运营过程中会出现支座位移现象，该方法运用不多。另一种将梁底与支座接触处做成倾斜面，该方法在现浇桥梁运用比较多，但在预制安装梁中，运用不多，预制时由于支座位置难以确确定，以及桥梁的纵坡在变化，预制梁底与支座接触处倾斜面坡度难于控制，加上要在预制梁底板开孔，施工难点比较大。第三种办法是在梁底与支座之间夹加填充物，以保证梁体与填充物，填充物与支座能够完全接触密贴。对于桥梁的纵坡大于1%，现通用在支座与梁底架设锲型钢板，考虑纵横坡的影响，铁板四角厚度利用以下公式计算:H1、H2、H3、H4 分别为铁板厚度;h 为铁板的中心厚度;A 为顺桥向铁板长度;B 为横桥向铁板长度;i1 为桥梁纵坡;i2 为桥梁横坡。

铁板在安装时要注意方向，使用前利用计算机或其他方式进行模拟，以确定最佳的锲型铁板最佳的摆放的位置，使铁板与梁板下预埋问题重合且密贴。该种方式比较有效，但制作铁板成本较高。

对于桥梁纵坡小于1%时，在梁板安装完成后，可以使用高喷头在支座与梁底之间空隙喷洒高强砂浆或环氧砂浆，以消除空隙的存在。

2.5 消除或减小支座所受应力的措施

(1)增加支座上铁板的尺寸。适当增加支座上铁板的几何尺寸，可以减小支座所受应力太过集中。

(2)梁板安装时二次落梁。梁板安装时，由于梁板的体积与重量较大，不能达到设计中的理想状态，安装过程中，需要多次调整。在调整过程中，有可能导致支座轻微挪动、梁底与支座刮擦等现象发生，落梁后支座变形会较一般时偏大，如不二次落梁支座的变形是不可以逆的，运营期会使变形越来越大。二次落梁是一次落梁后将梁板垂直提起后，将支座调整到最佳状态后落梁，使其达到最佳状态(与梁板的支点重合)。

(3)利用便道或加强梁板横纵连接，解决单个支座受力。桥梁施工时，一般在桥梁侧会有便道，利用便道运输。在一些桥梁不能设置便道时，可以利用铁板等设施将桥梁进行横纵向连接，避免支座单点受力，减小支座在桥梁运营前变形量。

(4)选择合适的伸缩缝槽内的填充材料。伸缩缝未工前，在伸缩缝位置，黑色下填充一些弹性材料，模拟伸缩缝的特性，可以使梁板自由的滑动，减小支座所受剪应力和位移。

3 结语

桥梁支座直接关系到桥梁结构安全，影响到桥梁抗震效果和行车的舒适度。一旦支座出现病害，更换支座的成本较高。为了解决支座可能出现的病害，预防优于后期的处理。

［1］《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T4 -2004.

［2］江苏省交通规划设计院.南京机场高速公路改扩建工程支座更换方案，2013，6.

［3］乔乃洪，陈向辉.公路桥梁板式橡胶支座的病害及维修方法［J］.交通运输工程与信息学报，2006，4(01).

［4］苏法宏.公路桥梁支座及常见的病害分析［J］.科技情报开发与经济，2006，16(18).