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臺灣橋梁橡膠支座的常見病害及其治理方法

橋梁橡膠支座的常見病害及其治理方法

1 橋梁橡膠支座脫空

　　目前橡膠支座在工程中最嚴重也最普遍的質量病害是支座脫空問題，一般分為局部脫空、完全脫空和支座被壓碎而導致的脫空，即支座與梁底間存在縫隙或夾角，處于局部受壓或完全的不受壓狀態。該問題的產生原因在于：支座在安裝時梁底或支承墊石不平整，兩端墊石面標高控制不當，墊石強度不足，在受壓后破損而引起脫空。而支座安裝時氣溫過低或過高，后期梁體伸縮量過大，也會導致支座的縱向一側出現難以恢復的半脫空。此外，脫空也可能由軟基造成的墩臺沉降引起。單個支座的脫空將使其他支座的受力增加，并導致上部構造受力不均，而多處支座的局部甚至完全脫空會極大地降低橋體的抗剪、抗震能力，縮短其使用壽命。因此，必須對局部脫空的支座進行調整，并對脫空30%以上的支座采用鋼板等材料找平墊實。

2  橋梁橡膠支座變形異常

　　與剛性支座不同，橡膠支座可通過剪切形變來適應水平荷載，以壓縮形變來適應豎向荷載，并能以不均勻壓縮適應橋梁上部結構的轉動。在正常狀態下，支座的適當形變有利于承接各方受力，提高橋梁的穩定性。但形變過大等現象則可能引起支座的開裂乃至毀壞。變形異常通常是由支座自身的質量問題和安裝施工不當等因素引起的。支座抗壓彈模或抗剪彈模不符合質量要求，保護層厚度不足，內部鋼板偏心，甚至在生產過程中，為降低成本使用再生膠或劣質鋼板等，都會造成支座的質量問題。其中抗壓彈性模量大小主要影響支座在各級荷載下的豎向變形，而各種結構對豎向變形的適應性不同，過大的豎向變形可能對連續梁等上部構造產生極為不利的附加內力，有時與下部構造的豎向位移疊加后總位移可能超出設計控制范圍，導致結構的破壞。在施工方面，變形異常則通常是由于安裝環境溫度變化、混凝土脹縮、徐變及車輛制動力引起的初始剪切形變引起的，同一梁體部分支座完全脫空導致個別支座受力過大而引起初始變形過大，橋梁縱坡設計過大導致縱向剪切變形過大等因素都可能導致支座變形異常。長時間的剪切變形會加速橡膠老化，嚴重影響支座的使用壽命，因此，必須從對材料的質量把關入手，確保支座品質符合規范要求，并在安裝時注意落梁應平穩、相鄰各支座不的存在脫空現象且受力須均勻，努力確保其初始形變符合工藝標準。一旦發現支座形變超過已限值必須進行更換。

3  橋梁橡膠支座開裂

　　支座橡膠開裂通常以斜裂縫居多，并伴有水平裂縫，裂縫一般短而嚴密，并直接影響著支座的支承效果。產生開裂的原因主要包括施工中支座受力不均勻，橋梁通行后車輛長期嚴重超載使實際荷載大大超出設計量，墩臺頂有混凝土或砂土等雜物殘留，限制了支座的正常變形，此外，支座本身的質量問題也常導致開裂的發生。因此除優選部件、控制施工工藝使支座受力均勻，縮小環境溫差變化等保護措施外，還應加強橋梁運營中的維護管理工作。使用中已開裂的支座，同樣必須立即更換，以免對橋體產生進一步的破壞。

4 其他問題與治理方法

　　除上述幾種病害外，橋梁橡膠支座還可能出現銹蝕、偏位、墊石破損和雜物堆積等問題，治理時也必須分析其原因，并根據實際情況進行有針對性的治理。以支座偏位為例，其產生的原因通常是支座或墊石放樣不準，因此應在支座安裝時進行校核，如墊石位置有較小偏差，可采用環氧砂漿進行調整，如偏差過大，則應重新澆筑墊石。

　　施工中應注意的關鍵控制點還包括：確保砂漿強度且填充密實，吊裝時避免碰撞造成破損，螺母松動須重新緊固，支座處的雜物須及時清理，并對未使用防塵罩的部分加以修補。在橡膠支座的設計方面，則應考慮支座的使用壽命，保證梁體縱橫向的變形要求，減少附加內力。就支座承載能力而言，支座反力>200kN的可選擇采用盆式支座，以確保支座受力范圍的合理性。而在聯長較長、縱坡較大的橋梁工程中，應采用四氟板式橡膠支座，并將滑板支座布設于上坡一側聯端，且盡量保證水平設置，避免梁體向下坡一端爬行而對伸縮縫產生不利影響。此外，還應嚴格按照養護規范對橋梁進行定期檢查，結合日常的檢查與養護工作，以便及早發現病害，對出現病害的橋梁支座應當及時進行維修處理，并加強對橋梁運營的管理，限制車輛的超載超速。