桥梁支座的(公路桥梁支座及常见的病害分析)

Posted 2023-05-30

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桥梁支座的(公路桥梁支座及常见的病害分析)

由于对公路桥梁养护管理不善，大型重型车辆与日俱增，原有桥梁设计荷载偏低等原因，致使桥梁产生各种早期病害，其中桥梁支座的损坏已成为威胁桥梁安全，影响道路畅通的重要因素之一，加强桥梁支座的病害分析及养护维修加固显得尤为重要。

桥梁支座是连接桥梁上、下部结构的传力装置，其作用是将桥梁上部结构的各种荷载，包括恒载和活载安全、有效、集中地传递到桥梁的下部结构，同时保证桥梁上部结构在支座处能够自由转动或移动，使梁体完成必要的自由变形，支座按其作用可分为固定支座和活动支座两大类，顾名思义，固定支座起到的作用就是固定桥梁结构在墩台上的位置，只能转动不能移动，而活动支座可以保证在温度变化、混凝土收缩及荷载作用下使桥梁上部结构自由转动和移动，确保桥梁的安全使用，常见的桥梁支座型式有一般简易支座（油毛毡垫层、橡胶垫等）、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球形支座等近些年来修建的桥梁多采用前3种类型，本文就以下主要就这3种类型的桥梁支座进行总结分析。

1.常见的桥梁支座类型及特点

1.1简易支座

在梁底和墩台顶之间设置垫层，如油毛毡、橡胶垫、石棉板、铅板等一定厚度的垫层。这类支座适合10m以下的小跨径桥梁，设计施工时在支座部位梁端、墩、台顶面布设钢筋网进行加强。

1.2橡胶支座

这种支座具有构造简单、加工方便、节约钢材、造价低、结构高度小、安装方便等特点。适用于任意方向的变形（宽桥、曲线桥、斜桥）橡胶的弹性能消减上下部结构所受的动力作用，对桥梁抗震也十分有利。

1.2.1 板式橡胶支座

其活动机理是利用橡胶的不均匀弹性压缩，实现转角，利用其剪切变形实现水平位移。没有固定支座与活动支座之分，所有纵向力和水平力由各个支座均匀分配，又加筋层的（橡胶板内含有几层一定厚度的不锈钢板）可提高支座的抗压强度和抗压刚度，适用于中等跨径的桥梁；无加筋层的仅适用于小跨径的桥梁，板式橡胶支座有矩形和圆形两种，一般当斜度大于10度时采用圆板形支座，否则采用矩形支座。

1.3盆式橡胶支座

这类橡胶支座是将橡胶块放置于钢制的凹形金属盆中，使橡胶处于有侧限的受压状态，大大提高了支座的承载能力，其活动机理是利用填充的聚四氟乙烯板与不锈钢板相对摩擦系数小的特点实现水平位移，通过盆内橡胶的不均匀压缩来实现梁体的转动，它具有结构紧凑，摩擦系数小，承载力大，重量轻，结构高度小，转动、滑动灵活，成本低等优点，通常适用于大中型桥梁。

1.4固定支座

所有桥梁固定支座在设计施工时应遵循以下布置原则：

其一，在桥跨结构方面，应使梁的下缘在制动力的作用下受压，布置在行车方向前方；其二，在桥墩方面，应使制动力的方向指向桥墩中心，使墩顶圬工在制动力的作用下受压不受拉；其三，在桥台方面，应使制动力的方衡一部分台后土压力。在支座的受力情况及变位分析在位移和转角后，选定支座各部位尺寸，并进行强度、稳定性等计算。

2支座的选用安装

首先，对于桥梁标准跨径小于10m的简支板梁桥,我们大多直接采用油毛毡垫层,高等级公路桥梁有的也使用橡胶平板支座,但使用油毛毡支座时,为防止墩、台帽被拉坏的现象发生。设计和施工时应将墩、台帽边棱做成圆弧形或削角，也有的将墩、台帽沿桥孔方向一定范围内做成斜坡形式。

其次，对于桥梁标准跨径10m-20m的板梁,考虑到经济实用、安装方便等因素，经常采用板式橡胶支座（设计时规定生产厂家及类型）。安装质量是支座使用寿命的重要影响因素，因此在安装时，一是保证支座在墩、台上的位置要准确；二是保证橡胶板上下表面与墩台支撑垫石、梁板底面平整紧贴无缝隙，更不能出现脱空形象，当桥梁有纵坡且小于3%时，要采取措施保证支座平面保持水平均匀受力；三是，安装支座时最在气温略低于全年平均气温季节里，以保证支座在高温或低温时偏位不至于太大。

第三，对于标准跨径等于大于20m的板梁，常采用盆式橡胶支座，盆式橡胶支座由上支座板（包括顶板和不锈钢滑板）、聚四氟乙烯滑板、中间钢板、密封圈、橡胶板底盆等组成。分双向、纵向和固定等类型，安装注意事项与板式橡胶支座类似。另外在设有橡胶支座的墩、台上，应预留更换支座所需要的位置，而且应注意在同一根大梁上横向避免设置两个或两个以上的支座，防止桥梁支座受力不均。

3桥梁支座常见的病害及原因分析

桥梁建成交付使用后，由于种种原因对整个桥梁养护不及时、不彻底，养护技术低，尤其对桥梁支座这一重要部位的养护更是重视不够。经过对桥梁支座进行检查发现普遍存在的问题：一是支座本身损坏，多数桥梁使用的油毛毡已经破裂、挤出脱落；橡胶板支座出现橡胶老化、变质、梁体失去自由伸缩能力，直接导致梁端或墩、台帽混凝土破裂，造成掉角、啃边现象，橡胶板易位，严重的导致伸缩缝破坏；盆式橡胶支座固定处松动、错位，钢盆外露部分锈蚀，防尘罩破裂。二是支座座板损坏，翘起断裂，垫石混凝土压坏、剥离掉角等常见病害。

造成桥梁支座损坏的原因大致如下：一是支座本身为不合格产品，强度低，承载力不足。二是在设计方面，桥梁支座选择形式、布置方式不合理，支座边缘预留宽度不够，支座垫石混凝土标号偏低或垫石加强筋不足，固定用的螺栓、螺母强度不够等。三是施工方面，在安装支座时支座垫石、梁底面不平整或垫石顶面不是水平面，砂浆填充不密实，垫石内预埋钢板不稳固，与支座连接不牢，金属支座防腐、防锈处理质量不高。四是养护维修方面，滑动面、滚动面不净洁，异物得不到及时清理，固定件松动加固不及时，因防水装置缺陷使支座或连接面侵水腐蚀，加速老化过程等，五是由于桥墩、台产生不均匀沉降，倾斜与上部结构水平移位，上部结构震动变位等直接影响桥梁支座的正常使用。

4桥梁支座养护检查及维修加固

要使桥梁支座能够安全、有效正常使用，就得加强支座的经常性检查及维修加固等工作，对支座来讲，应经常检查其本身的完整性，是否整洁、错位、脱空，如发现支座翘曲、断裂等要及时补充或更换，抬高梁体纠正支座位置，并保持支座清洁!同时要检查活动支座是否灵活。固定支座是否移位。位移量是否正常。固定连接（螺栓或焊缝）是否完好等，经常保持滑动支座滑动面的净洁，适当涂润滑油，要检查支座垫石混凝土有无破裂压碎、简易支座（油毛毡垫层）是否破裂失效。橡胶支座是否老化开裂。变形是否均匀。盆式橡胶支座钢盆有无锈蚀。防尘罩是否完好等。

对小跨径梁（板）桥采用油毛毡作为支座的，应经常检查油毛毡层是否失效，如发现油毛毡已经老化，或垫层厚度不足、已经失去功能的，应立即更新，对橡胶支座应经常清扫污水，排除墩、台帽积水，防止橡胶支座因老化、变质而失去梁体的自由伸缩作用，若橡胶支座已老化，应立即更换，为进一步加强公路桥梁支座的养护管理，保持桥梁结构部位始终处于正常、安全的技术状态，应按照“预防为主、防治结合”的原则，加强“以桥面养护为中心、以承重部件为重点”的全面养护，积极采用先进的养护、检测技术和科学的管理方法，改善养护手段，避免桥梁支座等病害的过早发生。确保桥梁安全、延长桥梁的使用寿命。