朱娘柱

摘    要：桥梁支座是传递荷载和变形的重要连接构件，在施工和运营过程中会发生开裂、剪切变形、脱空、偏位等多种病害，对桥梁的安全性和耐久性造成极大的威胁，本文主要针对橡胶支座的病害进行成因分析并提出相应的治理对策。

关键词：桥梁支座;橡胶支座;病害;成因分析

1  技术背景

近年来，随着交通管网的飞速发展，截止到2019年底我国桥梁建设数量约为一百万座，大量桥梁需要进行养护，桥梁支座作为上部与下部结构的连接节点，其主要功能包括传递上部荷载，使桥梁上部能够自由变形、扭转[1]，还可以调节上部形变，同时限制桥梁由于地震或温度变化产生的整体位移。在我国的桥梁建设中，橡胶支座因其弹性好、价格低廉、安装简便等特点成为应用最广泛的一种支座，但在使用过程中会发生开裂、脱空、剪切变形和等病害，需要定期对支座进行科学的检测，及时维修保养。

2  桥梁病害分析

2.1  桥梁支座受力分析

橡胶支座在桥梁结构中承担的主要受力包括压缩、剪切、转动和滑动。压缩作用受力形态如图1（a）所示，是桥梁支座的主要作用，上部结构承受的荷载通过支座传递至下部结构，垂直方向需要具备较大的刚度;当外部环境的温度和湿度发生变化加之混凝土发生徐变时，上下结构产生剪切力作用于支座，支座需要具有一定的变形能力来吸收剪切引起的位移，如图1（b）所示;在梁的端部，荷载作用时会发生轻微转动，使得支座一侧受力较大发生偏压，支座通过转动性能在受力后恢复，如图1（c）所示;另外，桥梁在静止状态下也会产生类简支梁的受力情况，需要支座通过滑动性能来限制水平位移的发生，如图1（d）所示。

2.2  病害表现

基于桥梁支座以上的受力状态，板式橡胶支座常见的病害形式主要包括：（1）出现裂纹老化，主要由于长期受到以上四种力的综合作用，材料选择的耐久性不够、维修保养不当等原因。（2）剪切变位。由于支座长期受到的剪切力会产生剪切角，严重时会出现胶层的分层错位[2]。（3）桥梁支座受到转动作用时，局部偏压较严重，偏压转角超限不及时恢复会导致脱空现象的出现。（4）桥梁结构自身出现变位、不均匀沉降，或安装偏差的遗留问题，会导致支座发生整体偏位，移位过量偏离设计位置超限。

2.3  原因分析

（1）设计原因。包括设计选型和布置不当，设计图纸内有对于支座的选型、尺寸方面的要求，但未对内部参数进行规定，如剪切角、偏压转角限制与形状系数等。因此按照设计图纸生产的支座外观符合要求，但胶层度、钢板等内部结构的设置参差不齐，在使用阶段不符合要求。另外，在支座位置布置时，未准确区分单向、双向固定支座与活动支座，导致布置不合理，使用时产生滑移等现象。

（2）生产制造原因。支座对于原材料的要求很高，包括橡胶、内部埋置钢板、胶层，质量要求高，还要严格控制生产工序，有些工厂质量控制不严，添加再生胶材料，使得支座在使用初期就出现裂纹等现象，使用过程中加速老化。

（3）施工原因。支座安装的精确度关系到整个桥梁的安全性和耐久性。支座下方的垫石不平整、标高控制不准确可能造成偏压脱空，垫石表面如果留有污渍、浮浆会加速支座老化，影响垂直方向刚度。在支座安装时，如果中心线对中不准确，也会使支座处于失稳状态。在桥梁上部结构安装时如果水平方向发生偏差或者有坡度时，会导致出现剪切，偏心、偏压等情况[3]。

（4）养护原因。在使用过程中，温度和湿度的变化都会导致橡胶材料的缓慢劣化，老化开裂而逐渐丧失原有的功能，支座的一些损害发生初期比较轻微，如果不能及时检测或不能在检测中及时发现问题，就会导致负面影响的进一步加剧，到达难以修复的程度。

3  病害的防治对策

3.1  支座检测

对于桥梁橡胶支座，需要进行至少一年一次的定期检查，当检测过程中发现问题时需要针对具体部位进行特殊检查。检测过程需要使用车载式高空作业平台、吊篮或者桁架高空作业平台等辅助机械，如图2所示。检查的内容主要包括：橡胶开裂及表层鼓凸情况、剪切变形情况、脱空状态检查、偏位状态检查、垫石状态检查等。

3.2  维修养护

（1）对于橡胶开裂的问题，当缝宽超过1mm时候，可以使用聚乙烯橡胶在裂缝部位涂抹修补。如果裂纹长度超过周长一半、内部钢板有外露现象，或者一侧鼓凸长度超过边长一半时，需要使用千斤顶局部顶升进行更换。

（2）当发生局部脱空的面积超过40%时需要采取措施，如果为桥梁底与支座顶面的脱空，需要对支座与梁之间的钢板抹水泥浆重新粘结，如果是垫石与支座底部的脱空，可以局部顶升磨平垫石后再垫入平整的楔块。

（3）如果剪切角未超过规范限制，可以不处理继续使用但需要密切监测，如果超限较少，可以局部顶升释放一定的剪切变形后检查，满足要求继续使用，如果超限较多则顶升后更换支座。

（4）出现偏位现象时，移出垫石的长度如果超过自身边长的25%，则需要顶升复位，如果超出40%，则在复位后需要加装限位装置，防止结构失稳。

4  结语

桥梁支座在施工和运行过程中容易发生多种病害，需要对支座进行定期检测，及时对病害进行识别，根据病因和损害程度进行针对性的维修养护，从而延长桥梁的使用寿命。

参考文獻：

[1] 王建华.桥梁建设中关于新型桥梁支座的创新应用[J].交通世界，2016（15）：56～57.

[2] 包杰.斜曲连续梁桥板式橡胶支座设计关键技术研究[D].长安大学，2015.

[3] 乔振.基于固有频率变化率的桥梁支座病害识别技术的研究[D].华东交通大学，2014.