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科运桥梁橡胶支座

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桥梁支座 橡胶支座损害如何避免 盆式橡胶支座安装指南

2018-07-08 16:17:07 科运桥梁橡胶支座 阅读

桥梁支座 橡胶支座损害如何避免 盆式橡胶支座安装指南13730530795

出现盆式橡胶支座出现的病害原因及更换方案,桥梁支座是连接桥梁上下部结构的纽合点,构造精微,由于野外环境影响,容易病害,一旦损坏,将严重影响桥梁的承栽能力和使用寿命,必须进行更换处理,以保证桥梁处于正常的使用功能状态。本文通过对桥梁橡胶支座损害原因分析,提出用矮千斤顶更换支座的施工工艺,既科学、实效,又简便、安全,具有较强的适用效果和参考意义。

桥梁支座 橡胶支座损害 处理橡胶支座

橡胶支座广泛应用于各种形式的桥梁结构中,由于内外部的各种原因,在运营后一至两年内,部分支座即会出现不同程度的损害,严重影响梁板的受力状态,如不及时处理,在温度应力的作用下,会造成梁体的开裂及损坏,影响使用寿命,造成安全隐患。

盆式橡胶支座事故近几年经常出现,盆式橡胶支座的应用非常广泛与板式橡胶支座相比,具有承载力大,为什么盆式橡胶支座会出现一些问题,是由于橡胶支座的生产质量及橡胶支座安装存在一定的问题.当盆式橡胶支座的橡胶层在钢盆内不易老化,使用寿命长等突出优点,而在大跨度公路和铁路桥梁以及市政桥梁中得以广泛应用。但在实际桥梁中发现应用不当,也经常会出现病害和质量事故。本文通过实际工程中的盆式支座病害和事故案例分析,提出了相应的防治措施。

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关键词:盆式橡胶支座、橡胶支座安装连接板、支座布置、支座转角、钢盆开裂、梁体滑移、病害和事故案例、防治措施。

盆式橡胶支座在我国公路与铁路桥梁上应用已有近50多年历史,1972年代京包和京唐铁路的铁路大桥上应用;在上世纪的90年代在京九铁路上推广应用抗震盆式支座;1998年在南京长江二桥的北汊桥5跨连续箱梁(110m+3×165m+90m)上应用大吨位盆式支座,最大设计承载力达到6500吨,是当时国内设计承载力最大的盆式支座。二桥主线桥上全部采用盆式支座。由于盆式支座具有承载力大,其橡胶层在钢盆内不易老化,维护保养简单,使用寿命长,特别适用于大跨度桥梁等突出优点,所以近十多年来,在全国高速公路上的桥梁、铁路桥梁和城市市政桥梁中得以大量推广应用。在长江、黄河、珠江、黄浦江等所建成的跨江特大桥上使用的几乎都是盆式支座。为了规范使用,上世纪90年代初和90年代末,铁道部和交通部相继出台了“盆式橡胶支座产品标准”,2009年交通部修订出台了新标准《公路桥梁用盆式支座》JT/T391-2009,2006年国家质量监督总局联合建设部、铁道部、交通部出台了国家强制标准《桥梁隔震橡胶支座》、《建筑用隔震橡胶支座》和《普通橡胶支座》GB20688-2006,这对盆式支座的推广和规范应用起了有力的促进作用。然而随着盆式支座的大量推广应用,近几年也相继出现了不少盆式支座安装质量事故和产品质量事故。通过事故案例分析,其事故原因有支座设计布置和选用不当、施工安装技术不到位和产品质量存在缺陷等多种因素所致,这些事故案例已引起专家们的密切关注。

盆式橡胶支座典型事故案例与分析

案例一、2002年青岛某市政桥梁,在建设中发现箱梁安装后盆式支座的钢盆竖向开裂,图1所示。出现钢盆开裂事故并不是个别现象,桥梁养护检查中发现已通车的桥梁中也不少。案例分析:2.1.1钢盆铸造质量低劣,盆壁内部有缺陷;使用材料不当,应该铸钢,而有的厂家采用的是铸铁,铸铁容易开裂;橡胶支座垫石不平整和梁底支承接触面不平整,导致受力不均匀,局部应力集中,而使钢盆竖向开裂。案例二、2004年某现浇七跨50m预应力砼连续箱梁,采用移动支架施工,第一联跨落梁时,箱

梁在活动盆式支座上出现滑移,1小时后最大横向滑移量达46cm,导致严重事故,见图2所示。案例分析:橡胶支座的设计原因:①支座布置不合理,见图3所示。七跨50m现浇预应力砼连续箱梁桥的两端设计有伸缩缝,紧靠伸缩缝位置的第一联跨布置的4个支座都是多向活动支座是不合理的。由于采用移动支架施工时,其施工顺序是从伸缩缝处的第一联跨开始,依次向跨中推进施工,当第一联跨箱梁落梁时,落在4个多向活动支座上,等于一根简支梁落在4个球上面,使箱梁成悬浮状态。活动支座的摩擦系数很小,实测为0.005。50m跨箱梁的理论自重为1600吨,平均每个支座反力为400吨。而每个支座的摩擦力为400×0.005=2吨,4个支座合起来为8吨,靠8吨的摩擦力支承1600吨的箱梁是不可能的。如果落架时高程有先后,就有可能产生水平推力,促使梁体在支座上发生滑移。 图3  盆式支座不合理布置图

②设计选用的盆式支座的设计转角小于实际桥梁对支座产生的转角很多,也是梁体滑移的重要原因。GPZ(Ⅱ)型橡胶支座的设计转角为0.02rad,由于该桥梁的设计纵向坡度为3%,横面坡度为2%,由纵坡和横坡所造成的支座转角已达到 ,再加上箱梁落架后的自重产生的转角,4个多向活动支座上实际产生的转角有可能达到0.04rad,已超过支座设计转角的2倍,这对支座是很不利的。因支座的设计转角0.02rad,主要是考虑梁体恒载和活载作用下的转角,并未考虑梁体设置纵、横坡所产生的永久转角0.036rad。所以梁体在支座上发生滑移是必然的。安装布置活动支座就是要求梁体在正常使用时能自由滑动,不滑动就不正常了。但是落梁后就开始滑动,1个小时横向滑移量为46cm,将支座内的橡胶体大部分挤出,这是不正常的,是严重的工程质量事故。施工原因:由设计图可知第一联跨箱梁下面布置的是4个多向活动支座,制定施工方案时未考虑落梁时活动支座会产生滑移的防滑措施,太大意了,施工方案考虑不周。另外落梁时不同步,有高程先后,反应在梁体向纵坡上方向滑移,充分说明梁体上坡方向先落,下坡方向后落,造成高差使梁体产生向上坡方向的水平推力,导致梁体向上坡方向滑移。出现滑移事故,不仅误了工期,而且将箱梁复位和更换支座内的橡胶体花掉几十万元,教训太深刻了。

案例三、2005年某乡村公路跨河大桥,为主跨36m的三跨变截面箱梁桥、双向二车道。采用的是盆式橡胶支座,支座布置如图4所示。箱梁合拢后受力体系转换为支座受力时,由于盆式支座的安装连接板未拆除,而导致活动支座不能自由滑动,使盆式支座严重损坏,丧失支座使用功能,图5所示。

图4 三跨变截面箱梁盆式支座布置图案例分析:对大跨度变截面箱梁采用挂篮悬挑施工,在施工阶段箱梁为悬臂受力状态与合扰后体系转换为成桥,受力状态是完全不同的。施工阶段支座受力很小,成桥后桥梁的自重完全由支座承担,所以在箱梁合拢后体系转换阶段必须将支座的安装连接板全部拆除,解除约束,使支座按设计受力状态发挥支座功能。该工程未将连接板拆除,活动支座发挥滑移功能时受到约束,在成桥后的自重作用下将连接板的连接螺栓和连接板推断,活动支座的上滑板在约束力作用下被 压弯,使支座的作用功能丧失。这是施工过程中的严重失误,也可能是施工人员根本不懂支座安装技术所致。

案例四、2005年某特大型桥梁在交工验收检查时发现南北引桥的盆式支座安装连接板大部分未拆除,见图6所示。盆式支座类似安装病害是普遍现象,许多桥梁在通车后,正常养护检查时才发现多数盆式支座的安装连接板未拆除,支座上压板被压弯,连接板被拉弯或拉断。导致活动支座不能自由滑动。另外还发现许多支座垫石的模板未拆除,废弃砼未清除,导致积水,钢盆严重锈蚀。

一、来分析一下出现桥梁橡胶支座损坏原因分析

(1)橡胶支座本身材料不均匀,个别支座采用再生橡胶。 (2)部分滑动支座安装时未涂抹硅脂油,导致滑板支座剪切破坏。

(3)安装过程中支撑垫石标高控制不好,单片梁四个受力支座受力不均衡,个别支座脱空,导致受力较大的支座变形超出规定值。 (4)结构物伸缩缝未完成,交通未完全封闭,部分社会重车通过时刹车导致支座受剪力较大,产生损坏。

二、对于桥梁盆式橡胶支座的更换方案

(1)采用支架基础大吨位千斤顶一次顶起桥跨 为便于安装支架并提供足够的支承能力,需在支架下设置钢筋混凝土基础。由于支架基础均处于河道,地基较为软弱,承载力低并且不均匀。基础置于其上将产生较大的不均匀沉降量。为了减小沉降量,必须增大钢筋混凝土基础尺寸,并对支架进行预压。此方案工程量较大、工期加长、安全性低、费用高。

(2)采用超薄单向千斤顶墩顶及百分表配合支撑顶起桥跨充分利用梁体与墩顶的空间,采用超薄单向千斤顶墩顶支撑顶起桥跨,用高度为70mm,Φ=300mm的圆形扁式油压千斤顶(最大顶升重量为250t,最大行程为15mm)配电动油泵同步进行桥跨顶升,利用百分表观测梁体上升的速度,以保证桥跨各梁体受力均匀同步提升。


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