王亮 李彩平 文石命

1郑州市工程质量监督站（450052）2新密市建筑工程质量监督站（452370）3河南省基本建设科学实验研究院有限公司（450016）

基于公路桥梁橡胶支座的应用研究

王亮1李彩平2文石命3

1郑州市工程质量监督站（450052）2新密市建筑工程质量监督站（452370）3河南省基本建设科学实验研究院有限公司（450016）

随着国家城市框架的加大，大跨度、大吨位的桥梁施工工艺也在各个项目中应运而生，这也标志着桥梁工程建设进入了巅峰时期。支座是桥梁结构的重要组成之一,对桥梁上部结构与下部结构起着承上启下的作用,且有效地将上部所承载的力传至下部结构，又由于其自身的性质原因,所以支座还可以满足桥梁上部结构有关强大荷载、温差变化或来自混凝土自身的徐变与收缩等因素引起的变形需求，从而有效地保证了桥梁的局部损伤，起到了很大的保护作用。文章通过对公路桥梁橡胶支座的分类、测试参数、测试时方法以及结果评价等进行了总结归纳，对橡胶支座的选用、使用及检验起到了指导作用。

公路桥梁；橡胶支座；应用；研究

根据国家综合交通网中长期发展规划，公路网总规模达到300万公里以上（不含村道），其中二级以上高等级公路65万公里，高速公路10万公里左右。铁路网总规模达到12万公里以上，复线率和电气化率分别达到50%和60%，其中铁路客运专线和城际轨道交通线路1.5万公里以上。城市轨道交通线路250公里。随之而来的桥梁工程建设被提到了重要位置，那么如何保证桥梁的结构安全，如何确保其上、下部结构之间力的有效传递是人们一直关注的问题，也是当下迫切需要解决的问题之一。

1 桥梁橡胶支座分类

常见的橡胶支座有板式支座、盆式支座和球形支座三种。

1）板式橡胶支座

其由多层天然橡胶与至少两层以上相同厚度的薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥梁支座产品。该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应梁端地转动；有较大地剪切变形以满足上部构造的水平位移。板式支座按形状划分为矩形、圆形两种产品，按是否能够提供水平位移，划分为聚四氟乙烯滑板支座和普通橡胶支座。

2）盆式橡胶支座

盆式橡胶支座根据应用范围可以分为三大类：公路桥梁盆式橡胶支座、铁路桥梁盆式橡胶支座及盆式橡胶支座的衍生品。常用的公路盆式橡胶支座型号有：GPZ盆式橡胶支座、GPZ（Ⅱ）盆式橡胶支座(依据GT 391—1999)和GPZ(KZ)盆式橡胶支座等几个系列。常用的铁路盆式橡胶支座有TPZ-I铁路盆式橡胶支座、TPZ标铁路盆式橡胶支座、专桥8156铁路桥梁支座。盆式橡胶支座的衍生品种类很多，比如QPZ盆式橡胶支座、KPZ系列盆式橡胶支座、弹性减震球型钢支座、自调高盆式橡胶支座等。

3）球型支座

球型支座是由上支座板、下支座板、球形板、聚四氟乙烯滑板（F4、球面四氟板）及橡胶挡圈组成的一种特殊盆式橡胶支座产品。它将盆式支座中的橡胶板改为球面四氟板因而得名,由于QZ球型支座中间钢板及底盆亦相应地改成球面，减小了摩擦系数。其位移由上支座板与平面四氟板之间的滑动来实现。在上支座板上设置导向槽或导向环来约束支座的单向或多向位移，可以制成球形单向活动支座和固定支座。通过球形板和球面四氟板之间的滑动来满足支座转角的需要。

2 制作过程

1）需要提供图纸，因为图纸是最为准确的制作步骤的体现，如果没有除非常见型号板式支座问清长宽高或者半径且高度计算时注意单位的换算，盆式支座注意位移量是固定的还是活动的，计算的时候记得地脚螺栓重量。

2）注意客户需求，客户是要国标的还是要一般的。需求不同报价不同制作流程也就不同。

3）尽量给客户提供些安装建议，如果安装不正确肯定会出现支座浮空或者挤压影响支座正常荷载的问题，那么整个桥的质量和使用寿命也就令人担忧了。

3 计算方法

板式橡胶支座是使用最多的一种支座，当然也是最为简单的一种。板式橡胶支座分为矩形和圆形，也有其他形状。支座都是按体积进行计算价格的，矩形的就是长乘宽乘高再乘以单价也就是这个产品的价格了。板式橡胶支座的常用代号GYZ、GJZ、GYZF4、GJZF4。盆式橡胶支座就比较简单了，它是按重量进行收费的，我们有详细的规格重量介绍跟查字典差不多，这里的重量不要忘记加上螺栓的重量。

4 支座布置

桥梁支座的布置主要和桥梁的结构形式有关。通常在布置支座时需要考虑以下基本原则：1）上部结构是空间结构时，支座应能同时适应桥梁顺桥向（X方向）和横桥向（Y方向）的变形；2）支座必须能可靠的传递垂直和水平反力；3）支座应使由于梁体变形所产生的纵向位移、横向位移和纵、横向转角应尽可能不受约束；4）铁路桥梁通常必须在每联梁体上设置一个固定支座；5）当桥梁位于坡道上,固定支座一般应设在下坡方向的桥台上；6）当桥梁位于平坡上，固定支座宜设在主要行车方向的前端桥台上；7）固定支座宜设置在具有较大支座反力的地方；8）在同一桥墩上的几个支座应具有相近的转动刚度；9）连续梁可能发生支座沉陷时，应考虑制作高度调整的可能性。总之，桥梁支座的布置原则是既要便于传递支座反力，又要使支座能充分适应梁体的自由变形。

5 检测参数

1）抗压弹性模量：检测产品设计的弹性大小。2）抗剪弹性模量：检测产品水平变形应力大小（关键项目）。3）极限抗压强度：检测产品承载力储存模量（关键项）。4）抗剪粘接性能：检测产品内部钢板与橡胶粘接的是否存在缺陷，（关键项目）。5）抗剪老化性能：检测产品耐老化性能，目前该标准因试验标准较低，意义不大。6）容许转角性能：检测梁体转动过程中不出现脱空容许的最大转动量。7）摩擦系数：检测四氟滑板和不锈钢板在有硅脂润滑条件下的摩擦力最大值。

6 测试仪器

压力试验机及工装。橡胶支座应具有检测铸钢件的无损探伤设备。有一定数量的工卡、量具球型支座单元,机械加工设备及工装,聚四氟乙烯板物理机械性能检测设备包括拉力试验机、分析天秤。橡胶支座成品力学性能检测设备；包括：压力试验机和工装。橡胶支座应具有检测铸钢件的无损探伤设备。有一定数量的工卡、量具，如图1所示。

图1 工卡量具图

7 抽检要求

橡胶支座抽样规则及抽样单、抽样方法，按企业申报产品的单元分别进行随机抽样。

1）板式橡胶支座进行检测

抽样基数：抽取不同规格、不同形状系数的三种支座，每种不少于48块；外观、几何尺寸检验：每种抽取12块；成品解剖检验：抽取形状不同，橡胶层大于等于3层的两块支座；按不同胶种，抽取全项橡胶物理机械性能的试样。成品力学性能：申（换）证审查按JT/T 4—2004标准中6.2.3表12所规定的颁发许可证时要求检验。除抽检样品外，还需备份封存同样数量的样品以备必要时复检。备份样品在企业获得检验结果后，方可开封使用。

2）盆式橡胶支座抽样检测

3 座（2.5 MN或3 MN的支座）；外观及支座各部位几何尺寸检验：抽取一座；按不同胶种，抽取全项橡胶物理机械性能的试样。板式橡胶支座已检测的胶种，不再重复检测。成品力学性能：抽取一座承载力等级为2.5MN或3MN的支座；除抽检样品外，其余二座为备份样品以备必要时复检。备份样品在企业获得检验结果后，方可开封使用。

3）球型支座抽样检测

3 座（2.5 MN或3 MN的支座）；外观及支座各部位几何尺寸检验：抽取一座；成品力学性能：抽取一座承载力等级为2.5 MN或3 MN的支座；除抽检样品外，其余二座为备份样品以备必要时复检。备份样品在企业获得检验结果后，方可开封使用。

8 取样要求

极限抗压强度、抗压弹性模量检测每检验批抽取橡胶支座成品三块；抗剪弹性模量检测每检验批抽取橡胶支座成品三对（6块）；支座解剖检测按每检验批抽取成品橡胶支座一块，将其沿垂直方向锯开，进行规定项目检验；摩擦系数的检测每检验批抽取橡胶支座成品三对（6块）。

9 结果判定

支座检验时，若有一项不合格，则应从该批产品中随机再抽取2倍支座，对不合格项目进行复检，若仍有一项不合格，则判定为该批产品不合格。支座力学性能试验时,随机抽取三块（或三对）支座，若有两块（或者两对）不能满足要求，则认为该批产品不合格；若有一块（或一对）支座不能满足要求，则应从该批产品中随机再抽取两倍支座，对不合格项目进行复检，若仍有一项不合格，则判定为该批产品不合格。

10 结语

在桥梁施工过程中应严格按照规范规定选取与桥梁等级要求相匹配的橡胶支座，并进行严格的检验程序，确保支座的各项性能指标符合相关规定。对于检测存在争议时，应以试验室的试验结果为准,两台压力试验机测试结果有争议时，应以试验设备满足规范JT/T 4—2004要求试验机的试验结果为准，两台试验机功能相同时，可请国家批准的第三方智联监督机构进行仲裁。

[1]JT/T 4—93,公路桥梁板式橡胶支座成品力学性能检验规则[S].

[2]JT/T 4—2004,公路桥梁板式橡胶支座[S].

[3]GB 20688—2006,橡胶支座第2部分：桥梁隔震橡胶支座[S].

[4]JT/T 663—2006,公路桥梁板式橡胶支座规格系列[S].