论文部分内容阅读
摘 要：桥梁结构在使用阶段，因自然老化或者受到外力的破坏，会出现桥面、梁肋破损等情况，桥梁橡胶支座作为缓冲构件，更是直接影响着桥梁功能的发挥和使用寿命。文章结合工程实例，对桥梁支座检测及维修方案进行了分析，从而有效的评估维修加固的效果。
关键词：桥梁橡胶支座；检测；维护
中图分类号：U443. 36 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00
橡胶支座因具有缓冲隔震的作用，被认为竖向承载能力安全可靠，能适应桥梁上部结构的转动和位移，且施工安装方便，在桥梁中得到了广泛地应用。支座是桥梁的重要部件，日常养护与检查至关重要，橡胶支座主要存在开裂、严重剪切变形、脱空、错位等病害。对于常见病害的处理，应做到及时发现、及时处理，同时为支座养护提供相应的处治措施，以保证桥梁的安全和稳定。下面结合工程实例，对常见病害的检测和维护方法进行了分析。
1工程概况
某桥梁工程，中心桩号为 K9+096，跨径为（10.0+10.0+10.0）m，每跨由 24 片简支板组成，分南北两幅，每幅 12 片板，板宽 0.99 m，两侧腹板高 10.0 cm，每片板端部有 2 个板式橡胶支座，支座尺寸为（10.0×10.0×3.0）cm。该桥至今通车 11 年，因车辆超限通行对支座造成严重损伤。在接受业主单位委托后，检测组对该桥梁进行了实地的检测，并提出维修方案，笔者全程参与了实施过程。
2 病害检测
（1）根据竣工图紙，对桥梁构件进行编号及受力分析，同时绘制分布图；根据相关资料分析调查桥梁所处环境、通车状况。
（2）检测工具选择。由于该桥桥下净高 3.2 m，边跨采用折叠步梯检测，中垮搭设脚手架检测；中垮简支梁梁底与盖梁间距 5.5 cm，对支座检测难度较大，且桥下光线较差，间隙内存在杂物难以清除，人眼很难直接观测到橡胶支座，故需借助摄像机探头进行检测。边跨梁底与桥台间距 5.3 cm，但梁端支座埋设较深，光线黑暗，局部支座处桥台存在积泥现象，需用高压水枪冲洗处理后用吹风机冷风吹干后检测，同时借助内窥镜进行详细检测。
（3）根据检测图片、影像、检测数据分析，根据分析结果决定是否存在病害。
3控制数据选择
通过检测发现，该桥南幅大部分支座存在老化、剪切变形超限、不均匀鼓凸、局部脱空等现象，且板梁梁底横向纵向裂缝超限，桥面铺装纵向开裂严重，铰锋破损且渗水严重，存在单板受力情况，不能维持正常使用功能，存在较大的安全隐患，但墩台构件情况较好，故选择对南幅进行整体换梁处理，对支座进行整体更换处理；北幅桥面铺装及梁底情况较好，裂缝超限较少，但绝大部分支座存在老化、剪切变形超限、橡胶开裂严重等现象，故对北幅梁底进行加固处理，对支座采用扁型千斤顶法进行更换处理。由于该桥为简支梁桥，横向联系主要靠铰缝及桥面铺装承担，竖向刚度较小，主要考虑空心板梁不均匀误差所产生的剪应力；由于千斤顶顶面面积大于支座面积，故不存在局部受力问题。
4方案实施
4.1准备工作
①墩台位置设置平台，平台最小长度与宽度均应满足作业的要求，同时平台支架应具有足够的强度及稳定性，确保作业过程中的安全性；
②将校验好的超薄液压千斤顶组、液压表、高压泵站安装到位，并清除千斤顶处的杂物，以确保水平稳定作业；
③对每一板梁安装电子位移计，安装时应顶紧梁底并统一调零处理。
4.2更换作业
①对端头板梁腹板设置安装液压千斤顶，千斤顶的顶面与底面应用钢板垫平垫实。
②合理布置液压系统设备，连接好送油管，检查到位后准备顶升作业。
③安排相关检测人员观测设备读数，顶升开始，同时缓慢给油，观测压力表、流量表数据，当压力达到计算值 85%时停止加压，关闭阀门，对各装置构件进行检查，观察是否有漏油现象，待一切正常后开始整体顶升，顶升速度为 3.0 mm/min，当顶升高度达 3.0 mm 时暂停顶升，观察各电子位移计读数，若有相差，应作调整，若无，应对支座垫设薄钢板。顶升速度应由慢到快，在顶升过程中，应确保顶升高度的均匀性，同时保持液压千斤顶横向顶力的一致性以确保梁体不受破坏。
④顶升时，千斤顶应分级加载，每级为 5 MPa，当梁体顶升至设计高度时，停止加压，做稳压处理。顶升过程中，加强板梁横向及纵向的变形观测，相邻板梁位移计读数差小于 1.0 mm。
⑤当顶升高度达到可更换高度时，关紧可更换支座处的压力阀，稳定在该高度，立即对该支座进行更换，支座更换应逐个进行。
⑥对要更换的支座位置进行测量记录后用专用工具将原支座取出，安装新支座时应与原支座位置一致，仔细检查安装是否到位。按上述方法对其他跨支座进行更换处理。
（3）落梁
当支座更换完成后，统一打开闸门，按顶升过程中的顺序缓慢均匀回落千斤顶，使梁底回落到位，整个回落过程采取同顶升时相同的监控措施及安全保障。
（4）质量验收
当支座更换结束后，对支座进行系统检查，新更换的支座位置误差不大于 1.0 cm，确保支座与板梁底面及墩台表面接触紧密。若发现支座位置误差超限或支座接触不紧密影响支座正常作用时，应重新顶升对其进行调整，重新顶升应避免单独对梁体进行顶升的现象。
（5）注意事项
①顶升过程中应对梁体接缝及桥面进行观测，并以此控制及评判作业效果。
②在各梁端千斤顶处设制保护墩，保护墩应与梁体同时升高并时刻楔紧。若存在单板掉顶现象时，应立即关闭进油阀阀门，停止作业，在相应板支座处增设保护环，而后整体回落至保护墩与梁底的距离，更换失效的千斤顶，经检查后继续顶升作业。
③作业过程中会引起桥梁结构应力的变化，因此在顶升时严格控制梁体位移，同时时刻观察桥面变化情况。
④严格控制顶升的速度与顶升高度，由于墩台无相关资料记录，模拟计算时按相邻墩台总沉降差1.5cm 计算，每一处梁顶升总高度严格控制在 5.0mm以内。
5工后检测与评估
该桥支座更换2月后再次对该桥进行检测，发现无任何由顶升引起的病害出现，新更换的支座工作正常，无明显病害。该检测维修方案受到业主及专家们的认可与好评。该方法与其他传统方法比较有以下优点：
（1）对桥梁本身无任何损坏，作业完成后不改变桥梁的结构受力特性。
（2）该方法利用桥梁本身下部结构承载，无需搭设临时承载平台，可节省大量的工时及造价。
（3）该方法操作简单，原理与其他千斤顶相同，主要是加强对竖向位移的控制。
（4）扁型千斤顶组设备占用空间小，运输方便，在作业过程中可快速更换，机动灵巧。
（5）整个顶升回落过程完全在桥下进行，对桥面通行无影响，方便整条线路的运营。
（6）与传统方法相比，更经济、更实用，非常适合养护作业。
6结语
支座是桥梁的重要部件，日常养护与检查至关重要，对于常见病害的处理，应做到及时发现、及时处理，科学地制定养护维修方案，以预防为主，保持支座工作环境的安全整洁，从而延长桥梁及支座的使用寿命。
参考文献
[1] 李柏春. 公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应用[J]. 黑龙江科技信息. 2013（19）.
[2] 凌祺，高路恒. 刚性纤维在桥梁橡胶支座中应用[J]. 交通科技与经济. 2014（01）.
[3] 李炳林. 公路桥梁橡胶支座更换技术探讨[J]. 青海交通科技. 2013（02）.
关键词：桥梁橡胶支座；检测；维护
中图分类号：U443. 36 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00
橡胶支座因具有缓冲隔震的作用，被认为竖向承载能力安全可靠，能适应桥梁上部结构的转动和位移，且施工安装方便，在桥梁中得到了广泛地应用。支座是桥梁的重要部件，日常养护与检查至关重要，橡胶支座主要存在开裂、严重剪切变形、脱空、错位等病害。对于常见病害的处理，应做到及时发现、及时处理，同时为支座养护提供相应的处治措施，以保证桥梁的安全和稳定。下面结合工程实例，对常见病害的检测和维护方法进行了分析。
1工程概况
某桥梁工程，中心桩号为 K9+096，跨径为（10.0+10.0+10.0）m，每跨由 24 片简支板组成，分南北两幅，每幅 12 片板，板宽 0.99 m，两侧腹板高 10.0 cm，每片板端部有 2 个板式橡胶支座，支座尺寸为（10.0×10.0×3.0）cm。该桥至今通车 11 年，因车辆超限通行对支座造成严重损伤。在接受业主单位委托后，检测组对该桥梁进行了实地的检测，并提出维修方案，笔者全程参与了实施过程。
2 病害检测
（1）根据竣工图紙，对桥梁构件进行编号及受力分析，同时绘制分布图；根据相关资料分析调查桥梁所处环境、通车状况。
（2）检测工具选择。由于该桥桥下净高 3.2 m，边跨采用折叠步梯检测，中垮搭设脚手架检测；中垮简支梁梁底与盖梁间距 5.5 cm，对支座检测难度较大，且桥下光线较差，间隙内存在杂物难以清除，人眼很难直接观测到橡胶支座，故需借助摄像机探头进行检测。边跨梁底与桥台间距 5.3 cm，但梁端支座埋设较深，光线黑暗，局部支座处桥台存在积泥现象，需用高压水枪冲洗处理后用吹风机冷风吹干后检测，同时借助内窥镜进行详细检测。
（3）根据检测图片、影像、检测数据分析，根据分析结果决定是否存在病害。
3控制数据选择
通过检测发现，该桥南幅大部分支座存在老化、剪切变形超限、不均匀鼓凸、局部脱空等现象，且板梁梁底横向纵向裂缝超限，桥面铺装纵向开裂严重，铰锋破损且渗水严重，存在单板受力情况，不能维持正常使用功能，存在较大的安全隐患，但墩台构件情况较好，故选择对南幅进行整体换梁处理，对支座进行整体更换处理；北幅桥面铺装及梁底情况较好，裂缝超限较少，但绝大部分支座存在老化、剪切变形超限、橡胶开裂严重等现象，故对北幅梁底进行加固处理，对支座采用扁型千斤顶法进行更换处理。由于该桥为简支梁桥，横向联系主要靠铰缝及桥面铺装承担，竖向刚度较小，主要考虑空心板梁不均匀误差所产生的剪应力；由于千斤顶顶面面积大于支座面积，故不存在局部受力问题。
4方案实施
4.1准备工作
①墩台位置设置平台，平台最小长度与宽度均应满足作业的要求，同时平台支架应具有足够的强度及稳定性，确保作业过程中的安全性；
②将校验好的超薄液压千斤顶组、液压表、高压泵站安装到位，并清除千斤顶处的杂物，以确保水平稳定作业；
③对每一板梁安装电子位移计，安装时应顶紧梁底并统一调零处理。
4.2更换作业
①对端头板梁腹板设置安装液压千斤顶，千斤顶的顶面与底面应用钢板垫平垫实。
②合理布置液压系统设备，连接好送油管，检查到位后准备顶升作业。
③安排相关检测人员观测设备读数，顶升开始，同时缓慢给油，观测压力表、流量表数据，当压力达到计算值 85%时停止加压，关闭阀门，对各装置构件进行检查，观察是否有漏油现象，待一切正常后开始整体顶升，顶升速度为 3.0 mm/min，当顶升高度达 3.0 mm 时暂停顶升，观察各电子位移计读数，若有相差，应作调整，若无，应对支座垫设薄钢板。顶升速度应由慢到快，在顶升过程中，应确保顶升高度的均匀性，同时保持液压千斤顶横向顶力的一致性以确保梁体不受破坏。
④顶升时，千斤顶应分级加载，每级为 5 MPa，当梁体顶升至设计高度时，停止加压，做稳压处理。顶升过程中，加强板梁横向及纵向的变形观测，相邻板梁位移计读数差小于 1.0 mm。
⑤当顶升高度达到可更换高度时，关紧可更换支座处的压力阀，稳定在该高度，立即对该支座进行更换，支座更换应逐个进行。
⑥对要更换的支座位置进行测量记录后用专用工具将原支座取出，安装新支座时应与原支座位置一致，仔细检查安装是否到位。按上述方法对其他跨支座进行更换处理。
（3）落梁
当支座更换完成后，统一打开闸门，按顶升过程中的顺序缓慢均匀回落千斤顶，使梁底回落到位，整个回落过程采取同顶升时相同的监控措施及安全保障。
（4）质量验收
当支座更换结束后，对支座进行系统检查，新更换的支座位置误差不大于 1.0 cm，确保支座与板梁底面及墩台表面接触紧密。若发现支座位置误差超限或支座接触不紧密影响支座正常作用时，应重新顶升对其进行调整，重新顶升应避免单独对梁体进行顶升的现象。
（5）注意事项
①顶升过程中应对梁体接缝及桥面进行观测，并以此控制及评判作业效果。
②在各梁端千斤顶处设制保护墩，保护墩应与梁体同时升高并时刻楔紧。若存在单板掉顶现象时，应立即关闭进油阀阀门，停止作业，在相应板支座处增设保护环，而后整体回落至保护墩与梁底的距离，更换失效的千斤顶，经检查后继续顶升作业。
③作业过程中会引起桥梁结构应力的变化，因此在顶升时严格控制梁体位移，同时时刻观察桥面变化情况。
④严格控制顶升的速度与顶升高度，由于墩台无相关资料记录，模拟计算时按相邻墩台总沉降差1.5cm 计算，每一处梁顶升总高度严格控制在 5.0mm以内。
5工后检测与评估
该桥支座更换2月后再次对该桥进行检测，发现无任何由顶升引起的病害出现，新更换的支座工作正常，无明显病害。该检测维修方案受到业主及专家们的认可与好评。该方法与其他传统方法比较有以下优点：
（1）对桥梁本身无任何损坏，作业完成后不改变桥梁的结构受力特性。
（2）该方法利用桥梁本身下部结构承载，无需搭设临时承载平台，可节省大量的工时及造价。
（3）该方法操作简单，原理与其他千斤顶相同，主要是加强对竖向位移的控制。
（4）扁型千斤顶组设备占用空间小，运输方便，在作业过程中可快速更换，机动灵巧。
（5）整个顶升回落过程完全在桥下进行，对桥面通行无影响，方便整条线路的运营。
（6）与传统方法相比，更经济、更实用，非常适合养护作业。
6结语
支座是桥梁的重要部件，日常养护与检查至关重要，对于常见病害的处理，应做到及时发现、及时处理，科学地制定养护维修方案，以预防为主，保持支座工作环境的安全整洁，从而延长桥梁及支座的使用寿命。
参考文献
[1] 李柏春. 公路桥梁橡胶支座的使用寿命与应用[J]. 黑龙江科技信息. 2013（19）.
[2] 凌祺，高路恒. 刚性纤维在桥梁橡胶支座中应用[J]. 交通科技与经济. 2014（01）.
[3] 李炳林. 公路桥梁橡胶支座更换技术探讨[J]. 青海交通科技. 2013（02）.