桥梁支座的主要功能是将上部结构反力可靠地传递给墩台,并同时完成梁体结构受力所需的变形(水平位移及转角)。与其它类型的桥梁支座相比较,橡胶支座具有构造简单、加工容易、用钢量少、造价低、安装方便、吸震效果好、工作性能可靠等诸多优点。中小跨径公路桥梁一般采用板式橡胶支座,板式橡胶支座制作材料不同、规格多样、功能各异,给桥梁设计者选型带来一定的难度。
板式支座
常规型板式阻尼橡胶支座适用于抗震设防烈度为6度及以下地区的桥梁,抗震型板式阻尼橡胶支座适用于抗震设防烈度为7度地区的桥梁;根据位移功能分为固定型、滑动型两种结构,滑动型通常设置在边墩或桥台上。
调坡型板式阻尼橡胶支座适用于匝道、弯道及坡度较大的桥梁,要求该桥梁的所有支座均为调坡型。
桥梁设计者如果选型不当,将会带来诸多问题,如支座承载力不够或富余太多、支座太厚或太薄导致变形量太大或不足、选材不当引起橡胶过早老化等。这些问题将直接导致各种桥梁病害的发生,使支座过早破坏而不得不提前更换,其带来的高额维修费用和不良社会影响不言而喻。所以,从数以千计的规格型号中选择合适的桥梁板式橡胶支座是设计支座的关键。
支座布置原则
支座的布置合理与否将直接影响到支座的受力状况,通常本系列支座的布置应考虑以下基本原则:
支座必须能可靠地传递梁体的垂直和水平反力,又要使由于梁体变形所产生的纵、横向位移及纵、横向转角(或平面转动)不受约束;
简支梁所有支座均采用固定型支座;
多跨连续梁中墩设置固定型支座、边墩或桥台设置滑动型支座,对于联长较大的可将距桥梁中心较远的中墩设置滑动型支座;
大坡度桥梁设置自调坡型支座,要求同一桥梁支座均为自调坡型支座,不得与其它类型支座混合使用;
了解各种橡胶材料特性
常用的橡胶材料有:天然橡胶(NR)、氯丁橡胶(CR)和三元乙丙橡胶。三种材料各有优缺点和适用范围。
天然橡胶:具有较高的拉伸强度、优异的弹性、良好的耗性和耐低温性等多项优良性能,是综合性能较好的胶种。但它的耐老化性能,特别是耐臭氧老化及抗紫外线老化性能较差。
支座整体顶升更换的方法
可分为三种:
1、按联逐联整体顶升:
将一联梁体作为一个整体进行顶升,该方法特点是能够大大降低桥面板顶升的次数,对道路交通的干扰可适当降低,整个工期相对较短;
但顶升时支点多、设备复杂,人员协调较困难,工程不可预测性较大,具有较大的不确定性和风险性。
2、按单墩逐墩整体顶升:
在不断开桥面联系的前提下,只在单个桥墩处使用顶升设备抬升桥面板,待桥面板抬升到一定高度后再进行支座更换。
该方法的优点在于施工时间较短,施工时不需封闭交通,不足之处时由于没有断开桥面铺装联系,对桥面板的抬升类似于连续梁的强制位移,因此需要较大的顶升力,对顶升设施的下部基础要求较高。
但这种方法对交通影响很小,施工方便,可采取流水作业施工。
3、按跨逐跨整体顶升:
断开每跨之间的桥面联系,使被顶升的桥跨称为完全简支,再使用顶升设备将整跨顶升后更换支座。这种方法施工时间较长,整个工程对交通的干扰较大。
▋液压同步升降
PLC控制液压同步升降是一种力和位移综合控制的顶升方法,这种力和位移综合控制方法,建立在力和位移双闭环的控制基础上。
由液压千斤顶,精确地按桥梁的实际荷载重,平稳地顶举桥梁,使顶升过程中桥梁收到的附加应力下降至,同时液压千斤顶根据分布位置分成组,与相应的位移传感器组成位置闭环,以便控制桥梁顶升的位移和姿态,这样可以保证顶升过程同步性,确保顶升时板、梁结构安全。
▋支座主要有三种类型及更换要求
1、板式橡胶支座的更换要求:
(1)检查、处理原支座垫石的缺陷使结构完好,顶面工程及平整度符合设计要求。
(2)按设计要求放置橡胶支座,支座中心线应与支承垫石中心线重合。
(3)弯、坡、斜桥的支座垫石高程应按桥梁纵、横坡要求逐个进行核算。
(4)梁板落梁时应位置准确,且与支座密贴。
2、盆式橡胶支座的更换要求:
(1)支座组装时其底面与顶面的钢垫板应埋置密实。垫板与支座间平整密贴,支座四周不得有0.3mm以上的缝隙。活动支座的四氟板和不锈钢板不得有刮痕、撞伤。氯丁橡胶板块密封在钢盆内应排除空气、保持紧密。
(2)活动支座更换安装前,清洗滑移面,在储油槽内注满清洁的硅脂类润滑剂。
(3)盆式橡胶支座的顶板和底板可用焊接或锚固螺栓栓接在梁体底面和墩台顶面的预埋钢板上。
采用焊接时,应防止烧坏混凝土;公路养护网公众号提醒安装锚固螺栓时,其外露螺杆的高度应不大于螺母的厚度。盆式橡胶支座的顶板与梁体底面也可采用胶粘剂连接。