桥梁板式橡胶支座施工技术

桥梁板式橡胶支座施工技术
张台铁路项目部  范志军
摘 要：板式橡胶支座是最普通，运用最多的桥梁支座形式，对空间位置的要求较高，故增加了一定的施工难度。结合板式橡胶支座的施工，重点介绍了普通板式橡胶支座的施工技术，安装注意事项及消除支座脱空、偏压、不密贴等质量缺陷的方法。
关键词：板式橡胶支座；支座垫石；安装施工；剪切变形；探讨
1 前言
 随着公路的飞速发展，桥梁工程也在日心月异地发生着变化，无论是跨度还是结构形式都与过去无法比较，出现了斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥等大跨度新型桥梁，但由于经济等原因，目前在我国
简支梁或连续梁桥还在桥梁结构中占着主导地位，故避免不了板式橡胶支座的施工。支座处于桥梁上、下部构造连接点的重要位置，它的可靠程度直接影响桥梁结构的安全度和耐久性。因此除了确保橡胶支座的设计选型合理及加工质量符合技术标准外，正确的施工与安装是橡胶支座应用成功与否的关键所在。
2 板式橡胶支座的结构及性能
 桥梁板式橡胶支座由多层橡胶片与薄钢板硫化、粘合而成，它有足够的竖向刚度，能将上部构造的反力可靠地传递给墩台；有良好的弹性，以适应梁端的转动；又有较大的剪切变形能力，以满足上部构造的水平位移。板式橡胶支座不仅技术性能优良，还具有构造
简单、价格低廉、无须养护、易于更换、缓冲隔震、建筑高度低等优点。
3 板式橡胶支座的种类及适用范围
3．1按结构形式分类如下
(1)普通板式橡胶支座。
有矩形、圆形、球冠形等。
(2)四氟板式橡胶支座。
有矩形、圆形、球冠形等。
3．2适用范围
 (1)普通板式橡胶支座适用跨度小于30m，位移量较小的桥梁，不同的平面形状适用于不同的桥跨结构；正交桥梁用矩形支座；曲线桥、斜交桥及圆柱墩桥用圆形支座。
 (2)四氟板式橡胶支座适用大跨度、多跨连续、简支板连续桥面等结构的大位移量桥梁。它还可用作连续梁顶推及T梁横移中的'滑块。矩形、圆形四氟板式橡胶支座的应用分别与矩形、圆形普通板式橡胶支座相同。
4 支座垫石的设置
 为了确保橡胶支座的施工质量，以及安装、调整、观察及更换支座的方便，不管梁是采用现浇法还是预制安装法施工，不管是安装何种类型的橡胶支座，在墩台顶设置垫石是必须的，而且新评定标准(JTJF8o／1—2004)对支座垫石的检查验收做了特别严格的限制，如顶面高程允许偏差±2mm，顶面四角高差允许lmm，轴线偏位5mm，而且该检测项目为重要实测项目，合格率不得低于9O ，不得出现露筋、空洞、蜂窝、麻面现象及任何裂缝，否则必须进行返工处理。
 (1)支座垫石的平面尺寸大小应能承受上部构造荷载为宜，一般长度和宽度应比橡胶支座大lOcm左右，施工允许偏差为土5mm，垫石高度应大于6cm，以保证从梁底到墩台顶面有足够的空间高度，用来安放千斤顶(或扁千斤顶)，供支座调换时使用。
 (2)支座垫石内应布钢筋网，竖向钢筋与墩台内钢筋相连接(如下图1所示)。浇注垫石用的混凝土强度应不低于C4O，垫石混凝土顶面应预先用水平尺标准，力求平整而不光滑。
 
图1 支座垫石示意图
 (3)支座垫石的顶面标高力求准确一致，尤其是一片梁一端安置两个支座时，此两个支承垫石顶面标高的水平误差要严格控制。同一片梁的两个或四个支座的支承垫石顶面应处于同一平面内，以免发生偏
压，初始剪切与不均匀受力现象(俗称“三条腿”现象)。
5 普通板式橡胶支座的安装
5．1现浇梁橡胶支座的安装
 现浇梁安装橡胶支座较方便。施工顺序如下：
 (1)先将墩台垫石顶面除去浮尘，表面应清洁、平整无油污、若墩台垫石的标高差距过大，可用水泥砂浆调整。
 (2)在支承垫石上按设计图标出支座位置中心线，同时在橡胶支座上也标上十字交叉中心线，将橡胶支座安放在垫石上，使支座的中心线与墩台的设计位置中心线重合，支座就位准确。
 (3)同一片梁的两个或四个支座应处于同一平面内，为方便找平，可于浇注前在橡胶支座与垫石间铺涂一层水泥砂浆，让支座在梁的重力作用下自动找平。
 (4)在浇注混凝土梁体前，在橡胶支座上需加设一块比支座平面稍大的支承钢板、钢板上焊锚固钢筋与梁体相连接。将此支承钢板视作现浇梁模板的一部分浇注。为防止漏浆，可在支承钢板与模板之间四周空隙处，用软木板填没。以后在拆除模板时，再将软木板除去。按以上施工，可使支座同梁底钢板、垫石顶面全部密贴。
5．2预制梁橡胶支座的安装
 安装好预制梁橡胶支座的关键在于尽可能地保证梁底与垫石表面平整、平行，使其同橡胶支座上下面全部密贴，避免偏压、脱空，不均匀支承的发生，施工顺序如下：
 (1)先将墩台垫石顶面除去浮尘，表面应清洁、平整无油污、若墩台垫石的标高差距过大，可用水泥砂浆调整。
 (2)预制梁同支座接触的底平面应保证水平与平整，若有蜂窝状或倾斜度应预先用水泥砂浆捣实、整平。
 (3)橡胶支座的正确就位。先按照(2)将橡胶支座在墩台垫石上按设计中心就位。架梁落梁时，T型梁的总轴线应同支座中心线相重合，板梁与箱梁的纵轴线应与支座中心线相平行。为落梁准确，在架第一跨板梁或箱梁时，可在梁底划好两个支座的十字位置中心线，在梁的端立面上标出两个支座位置中心线的垂直线，落梁时同墩台上的位置中心线相吻合。以后数跨以第一跨为基准落梁。
 (4)架梁落梁时应平稳，防止支座偏心受压或产生初始剪切变形。
 (5)在安装T型梁支座时，若支座比梁肋底宽，则应在支座与梁底之间加设比支座略大的钢筋混凝土垫块或厚钢板作过渡，以免橡胶支座局部超载、应力集中。该钢筋混凝土垫块或钢板应同梁底用环氧
树脂砂浆粘接。
 (6)橡胶支座安装落梁后，一般情况下，其顶面应保持水平，最大倾斜度不能超过5。
5．3橡胶支座安装时的调整
 橡胶支座安装后，若发现下述情况，应及时调整：
 (1)个别支座落空，出现不均匀受力。
 (2)支座发生较大的初始剪切变形。
 (3)支座偏压严重，局部受压，侧面鼓出异常，而局部落空。调整方法一般可用千斤顶顶起梁端，在支座上下表面铺涂一层水泥砂浆(或环氧树脂砂浆)。再次落梁，在重力作用下支座上下表面相互平行且同梁底、垫石顶面全部密贴；同时使一片梁两端的支座处于同一平面内，梁的纵向倾斜度应加以控制，以支座不产生明显初始剪切变形为佳。
5．4普通板式橡胶支座的安装注意事项
 (1)矩形支座短边应与顺桥方向平行安置，以利梁端转动。若需要长边平行于顺桥向，必须通过转角验算。
 (2)圆角支座各向同性，安装时无需考虑方向性，只需将支座圆心同设计位置中心点相重合即可。
 (3)使用普通板式橡胶支座一般设有固定端与活动端之分，使用等高度支座时，上部构造的水平位移由同一片梁两端支座的剪切变形共同完成，一个承担一半，也可用厚度较小的橡胶支座作固定支座。
 (4)橡胶支座安装以春秋季节(年平均温度时)进行为佳。如在最高或最底气温时安装，为避免支座发生过大的剪切变形，过去曾提出两种方法：一是到年平均气温时顶起主梁，将支座调整到中心位置；
二是在安装时根据当时气温计算使支座产生预变位。前者在铁路桥梁上使用尚可，在公路桥梁上很难进行；后者现场施工技术难度高，难于掌握。有一教简易的方法可供选择：若预计不可能在年平均气温时安装，则设计选用橡胶支座时可适当增加支座高度，使其在极端高低温安装时，上部构造的最大位移量靠橡胶支座的剪切变形来完成，这样可在任何气温条件下安装橡胶支座，最大剪切变形都能控制在允许范围内，并无需额外特殊的施工手段。
 （5)当梁体有纵向坡度或综合坡度时，可按下列几种方法处理：在梁端底面与支座之间安置楔形钢板或将支座垫石(梁端底面)制成斜坡状，此种方法适用于坡度<l 的桥。采用坡度支座，此种方法适用于坡度≥ 1 的桥。
6 四氟板式橡胶支座的安装
6．1四氟板式橡胶支座的构造及连接
 四氟板式橡胶支座的整体结构有“封闭型”与“简易型”两种。对城市桥梁及紫外线辐射、空气污染与粉尘严重的地区，选用封闭型，其它场合可采用简易型。封闭型四氟支座下钢板的连接可在墩体支座垫石上预留相应凹槽，架梁时下钢板用环氧树脂砂浆粘接于凹槽内。或在支座垫石上预埋锚固螺栓、架梁时先将下钢板固定。现浇梁施工采用上钢板焊锚固钢筋，就地浇注时同梁体连接；预制梁施工上钢板采用环氧树脂砂浆与梁底粘接或用锚固螺栓连接。
6．2 四氟板式橡胶支座安装注意事项
 (1)四氟板式橡胶支座系作活动支座用，应同普通相交支座(作固定支座)配套使用。
 (2)安装四氟板式橡胶支座必须精心细致。支座应按设计支承中心准确就位。梁底钢板与支座垫石(或下钢板)顶面尽可能保持平行和平整，同支座上下面全部密贴；同一片梁的各个支座位于同一平面上，避免支座的偏心受压、不均匀支承与个别脱空的现象。
 (3)四氟支座安装后若发现问题需要调整时，可顶起梁端，在四氟支座底面与支座垫石(或下钢板)之问，铺一层环氧树脂砂浆来调节。
 (4)支座四氟面的储油凹坑内，安装时应涂刷充满不会挥发的5201硅脂”作润滑剂，以降低磨擦系数。
 (5)与四氟板接触的不锈钢表面不允许有损伤、拉毛现象，以免增大摩擦系数及损坏四氟板。
 (6)落梁时，为防止梁与支座发生纵横向滑移，宜用木制三角垫块在梁体两侧加以定位，待落梁工作全部完毕后拆除。
 (7)为了防止梁体(上部构造)的横向滑动，在支座或上部构造两侧设防滑挡块。
 (8)支座与不锈钢板的位置要视安装时的温度而定，若不锈钢板有足够的长度，则任何季节均可按春秋季节支座距不锈钢板中心安置。
参考文献：
[1] 交通部，公路工程质量检验评定标准(JTJF8O／1—
2004)．
[2] 桥梁支座的设计与施工．中国公路杂志，1980(5)．
[33 交通部规划设计院．板式橡胶支座．1988．
[4] 铁道部．板式橡胶支座安装及养护维修细则．1984．