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科运桥梁橡胶支座

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盆式支座 国标隔震盆式橡胶支座的安装与养护厂家13730530795

2019-01-02 18:21:53 科运桥梁橡胶支座 阅读

盆式支座 国标隔震盆式橡胶支座的安装与养护厂家13730530795

支座方向安装错误导致梁体位移山西某桥梁,运营几年后发现梁体桥横向位移6cm.原因分析:桥梁上部结构形式为连续箱梁,单独一联的一个支座施工安装时方向错误,即设计为纵向位移支座、施工安装为横向位移支座。在两联分界处,支座方向安装错误导致梁体横向无约束,且路线为上坡弯道,在汽车行驶过程中,固定支座约束了梁体一头纵向位移的可能,另一头横向位移无约束,必然会造成梁体横向偏移。

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        1. 支座转角超限
        原因分析:支座转角超限是由于设计及安装不当造成支座转角超过相应荷载作用下最大的预期设计转角。支座转角应由盆式橡胶支座顶、底板之间的最大和最小间隙的正切值求出,盆式橡胶支座的竖向转动角不得小于0.02rad。
        2.锈蚀盆式橡胶支座锈蚀病害主要包括钢板锈蚀、螺栓松动锈蚀等。
        原因分析:盆式橡胶支座缺少防尘罩,长期暴露在空气中,易发生锈蚀。

        3.支座垫石位置缺陷广东某桥梁盆式橡胶支座垫石与支座位置存在偏差,导致垫石受力不均匀,易造成支座垫石碎裂。

        原因分析:施工与设计不符。支座垫石浇筑在梁体或墩台身内部,浇筑时间早于支座安装时间,两者位置计算误差过大导致位置偏差。

        4.支座垫石破损、锈胀广东某桥梁盆式橡胶支座垫石破损、锈胀。
        原因分析:支座垫石为钢筋混凝土构件,当浇筑不密实时,水分的渗入加速其锈胀。

国外在桥梁上大量使用橡胶支座是从上世纪 50 年代开始。与传统的刚性金属支座相比,橡胶支座属于柔性支座,抗震效果具有明显优势,此外橡胶支座成本低廉,一定程度上可满足桥梁的纵、横向位移等优点,加之橡胶类型繁多可设置不同的支座类型以满足不同桥梁的需求。因此,在它出现以后就被广泛选用作为桥梁支座。我国从 20 世纪 60 年代就开始引进并使用橡胶支座,在之后一段时期,通过国人的不懈努力,四氟板式橡胶支座、球形支座及盆式橡胶支座得以问世。从改革开放以后,国民经济得到迅猛发展,原有的交通满足不了人民的发展需要,这个时期还提出了“要想富,先修路”的口号。在这样的时代背景下,国家大力投资交通建设,随着经济的发展,车辆越来越密集、超重车辆越来越多,橡胶支座也出现了一系列的病害,对桥梁的正常使用性和耐久性构成威胁。

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        由于橡胶容易老化,加之当前交通形势大发展,相当数量的橡胶支座普遍出现病害。对黑龙江省内的桥梁支座进行调查,2003 年底黑龙江拥有(包括已完成和在建桥梁)桥梁 9347 座,其桥梁跨径总和为:299065m,9347 座桥中,有 8620 座是永久性桥,其跨径总和达到 287287m,而在这永久性桥中,有 60%的桥使用的橡胶支座。经过调查,在这些支座中,有 60%的橡胶支座发现病害,病害大体表现为如下:支座出现裂纹、支座发生不均匀的鼓凸的现象、支座位置串动、支座变形过大、支座脱空、支座钢板外露等。根据《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)的规定,对病害达到一定程度的支座需要更换支座。目前,橡胶支座出现病害的速度和病害程度也相当之快。如福建省某一公路桥在通车仅半年后,在日常检测发现该桥所使用的板式橡胶支座出现不同程度的损坏,多达 40余处;2000 年京珠高速某段有几座公路桥,上部结构刚吊装完成,就有大部分橡胶支座发生明显开裂现象;2002 年京沪高速公路某桥因橡胶支座质量问题,发生了严重的安全事故。从这些例子中我们发现橡胶支座病害多,而且有些病害对桥梁的安全埋下巨大的隐患,而且有些橡胶支座使用寿命相当之短,这些问题不得不引起我们的重视。

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        由于社会发展的需要,自然环境被破坏严重,自然灾害频发,桥梁结构也受到一定的影响。特别是在汶川大地震之后,我国西南、西北地区的桥梁受到很大的影响,出现主梁偏移、桥墩沉降、支座损坏等严重病害。
此外,因橡胶支座病害问题而导致梁体滑移的事故也时有发生。有些桥梁存在纵坡(如城市桥梁及山区的多跨连续桥梁等),使得桥梁上部结构的自重一部分转化为作用在桥墩上的水平推力。就是因为许多桥梁没能处理好纵坡,桥梁滑移,导致橡胶支座破坏,最终只能将支座更换,如广珠西线高速公路上的某座高架桥就因为上述原因发生了桥面偏移下滑现象。
        综上所述,目前我国在役的橡胶支座损坏现象普遍,完好率较低,甚至有一些橡胶支座破损严重,对于这些支座很有必要进行重新布置和更换。

  (1)支座的品种、规格和安装位置应保证准确无误。支座的品种、规格,安装前按设计要求核对。对固定支座、单向和多向活动支座的安装位置应按设计图纸划线定位 ,以保证安装位置的准确性。(2)支座安装部位的要求。梁底支座安装部位的混凝土要求平整干净,最好埋设钢垫板。桥墩顶面支座安装部位,宜采用高标号砂浆做成支座垫石, 垫石高度应考虑检查、养护和更换支座时顶梁的方便,安装部位的正确处理是保证支座安全使用的关键。(3)支座的安装工艺与安装质量。支座的安装,随桥梁的施工工艺不同而不同。支座安装方法应分别制定安装方案, 确定安装工艺。根据《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041 -2000 中的规定控制支座安装误差 ,尤其保证支座平面两个方向的水平是至关重要的 ,否则将影响支座的使用性能。对活动支座的相对滑移表面安装前应清洗干净, 在四氟乙烯滑板的储油坑内注满硅脂润滑剂 ,注意不得夹有灰尘和杂质。保证滑动面在桥梁位移时自由滑动 ,以尽量减少由于支座位移所产生的附加约束力。
(4)支座的经常性检查与维护。对于板式橡胶支座 ,主要检查支座有没有发生橡胶龟裂、支座移位和脱空现象 ,以及时采取有效措施进行处理。对于盆式支座需经常对支座外露表面的积水、积灰加以清除 ,检查固定支座的地脚螺栓的松动和锈蚀情况并进行适当的防锈处理。

盆式支座在梁场出场前仔细调平,对中上下支座板,并预压50 kN荷载后用上下支座连接钢将支座连接成整体,将支座安装在预埋钢板上,由运梁车将支座和箱梁一起运输到架桥机进行架设。在架桥机将箱梁精确对位后,先将箱梁落在临时支撑上,临时支撑采用测力千斤顶,并通过千斤顶调整梁体位置及高程,保证每个支力的反力与4个支点反力的平均值相差不超过±5%。然后进行支座灌浆作业,2 h后强度≥20 MPa,然后拆除钢模板,检查是否漏浆,必要时进行补浆,并拆除临时支撑千斤顶,支座安装结束。

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采用在上支座盖板和下支座盖板灌浆锚固的方式保证上、下支座盖板的平整和锚固的稳定性。具体步骤如下:

①浇筑垫石时预留支座下盖板锚固杆孔位;

②根据垫石的支座轴线将支座放置在垫石上,然后精确定位盆式支座的高度和平整度,检查合格后再对支座下盖板及锚固孔位进行灌浆安装;

③在预制箱梁时在梁底支座位置预留支座上盖板锚固孔,并预留灌浆排气孔;

④在箱梁架设时将支座上盖板的锚固螺杆伸入箱梁支座底部位置的预留孔内,然后调整梁体位置,检查合格后安装上支座盖板灌浆模板,然后进行上支座盖板灌浆。这样既可以保证支座的安装平整,又可以保证盆式支座受力一致,也能降低箱梁在预制过程中的控制精度要求,简化了制梁工艺,提高工序效率和效果。

 在2002年设备验交中,发现设有防尘围板的的盆式橡胶支座表面锈蚀、锚栓内润滑油风干,后经3年运 营发现下列应进行的养护工作无法方便、及时进行:
        1)不能方便及时检查锚栓有无剪断,橡胶密封圈有无龟裂和老化。 
        2)无法观测活动支座的位移标尺及相对位移是否均匀。 
        3)支座高度的变化无法观测,不能校核支座内聚四氟乙烯板的磨耗情况。 
        4)支座表面杂物及灰尘无法及时清除,特别是铜滑板表面的灰尘不能完全擦净。

        5)各部钢件不能进行油漆防锈。

  上述工作如不能保证,支座长期处于无养护状态,易出现座板裂纹、钢件脱焊、滑板磨损、锚栓剪切等严重病害,影响桥梁稳定,危及行车安全。
        支座螺栓上油料蒸发、流失、干枯而造成锈蚀有如下原因:
        1)体式防锈帽内一定空间内填充油料,再安装并上紧整体式防锈帽,多余的油料及压缩气从顶端排出,消除压力,刮平达到密封。 
        2)上座板上的螺栓防锈帽顶端,用胶带封闭处理,防止油料滴落失效。 
        3)用透明不干胶带封闭支座时,应将支座铁件油漆涂装处理完毕后,再进行粘贴封闭防尘施工。 
        安装方法及注意事项
        1)采用支座螺栓螺母倒换法,先将螺杆涂油,在整体式防锈帽内一定空间内填充油料,再安装并上紧整体式防锈帽,多余的油料及压缩气从顶端排出,消除压
力,刮平达到密封。 
        2)上座板上的螺栓防锈帽顶端,用胶带封闭处理,防止油料滴落失效。 
        3)用透明不干胶带封闭支座时,应将支座铁件油漆涂装处理完毕后,再进行粘贴封闭防尘施工。

盆式支座在梁场出场前仔细调平,对中上下支座板,并预压50 kN荷载后用上下支座连接钢将支座连接成整体,将支座安装在预埋钢板上,由运梁车将支座和箱梁一起运输到架桥机进行架设。在架桥机将箱梁精确对位后,先将箱梁落在临时支撑上,临时支撑采用测力千斤顶,并通过千斤顶调整梁体位置及高程,保证每个支力的反力与4个支点反力的平均值相差不超过±5%。然后进行支座灌浆作业,2h后强度≥20 MPa,然后拆除钢模板,检查是否漏浆,必要时进行补浆,并拆除临时支撑千斤顶,支座安装结束。


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        盆式橡胶支座在安装过程中容易出现的问题有:

        1.预埋钢板不平整
        箱梁预制时先将预埋钢板放置在箱梁的底模上,由于模型在制作过程中,面板由于在焊接过程中容易变形,如果控制得不好易出现面板的翘曲,预埋钢板不能和模板密贴。《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》中要求模板应具有足够的强度、刚度和稳定性,应保证梁体各部形状、尺寸及预埋件的准确位置,模板安装尺寸允许误差应符合表l的要求。而且在实际的模板制作过程中表l中的精度也不易保证,而且在加工预埋钢板过程中由于焊接套筒及相关锚固钢筋、钢板变形不易控制,预埋钢板安装时容 易出现缝隙。在《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》3.3.1.2条中要求“支座板应保持平整光洁,’安装后预制梁四个支座板相对高差不得超过2 mill。”
        2.相邻支座位置模板高差
        为了保证箱梁架设后,各支座的受力相近,在《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号表14.1.11《支座安装允许偏差和检验方法》中要求盆式橡胶支座同一梁端支座高差不大于1mm。但在施工过程中由于钢模板在制作和安装过程中很难达到要求,而且在施工过程中由于箱梁张拉后箱梁的受力集中在两端位置,容易引起模板的变形,如果每片梁都对支座位置模板进行调整又会给施工进度带来较大的影响,所以在施工中支座的高差不易控制。

更换橡胶支座施工前期准备主要包括以下项目:

⑴计算消化有关设计参数,设计、编制施工方案和作业指导书报审。

⑵按计划组建施工队伍,分工明确,组织进行进场教育。

⑶做好施工所用材料、设备、工具和防护用品的采购计划,签订采购合同,确保能按期运送到工地。

⑷做好施工现场和临时设施准备工作,主要包括项目施工队办公场地及布置、施工人员生活住房、材料堆放库房、承力架安装等。

⑸准备各种施工记录表格。

⑹计量设备、器具的检定
⑺对施工所用材料根据有关标准的要求进行必要的进场检测。

⑻进行安全交底,技术交底。

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        更换橡胶支座施工准备工作完成后,进入起梁的关键阶段,起梁及落梁按以下程序:
①起梁前先按计算的起顶压力数值的50%的顶梁力进行预顶,对各个环节进行检查;试顶主要是为了消除支撑本身的非弹性变形或沉降,使千斤顶达到同步的状态,在主梁还没有正式顶起时即可停止,并停放一定时间进行观察无任何变化后才能开始整体顶升。
②顶梁时,起初所有千斤顶将梁体顶到将要离开墩柱(原支座)但未离开的临界状态。由于原支座己经存在一定的压缩量,顶梁时首先将梁顶离开2-3mm,比较千斤顶的顶升力与理论计算值之间的误差。
③第一步同时顶起桥台4台千斤顶顶梁5mm。检查无误进入下一步,循环进行,每顶一级都用保护环保护起来。
④满足设计高度后,采用保护环将梁体保护起来,防止设备故障。此时即可按照精心放样的位置进行支座的卸下和重新安装。
⑤考虑到本工程支座取下和安装新支座需较长的时间,在用保护环保护好后可先将千斤顶压力卸载,桥梁的重量暂时由保护环承担,卸载过程需按卸载的程序进行,此时桥梁会有微小的下降直至保护环承力。
⑥卸载时,卸载的顺序与加载的顺序相反。每次5mm,然后检查,直至箱梁与支座紧密结合,拆除千斤顶。
⑦起梁落梁均要求均匀缓慢,协调一致,为了保证落梁时梁体平衡,要保证千斤顶的一次回落量,直到落实为止。

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