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闆式橋梁支座設計與安裝

  闆式橋梁支座設計與安裝


  前言:闆式橋梁橡膠支座,看起来很簡單,安裝起来好像也沒什麼難點。但通過这麼多年的橋梁建設後再去檢查,有多少橋梁的闆式橡膠支座安裝是合格的(預制梁)?對于梁式預制梁闆橋梁的後期運營破壞,基本上歸結于支座的安裝問題占很大比重。以前人們不大注意,認为这是細節問題,隻要主體工程看不出毛病,就認为是安全的。但筆者認为,橋梁支座也是橋梁結構的重要部位,如果安裝有問題,橋梁受力不協調,會在很大程度上影響橋梁的使用壽命或者安全事故。本文通過對闆式橋梁橡膠支座的設計與安裝講解,明确橋梁支座在橋梁上的重要性,以供橋梁建設提供參考。


  一、普通橡膠支座内部結構


  普通橡膠支座内部結構示意圖


  四氟滑闆橡膠支座内部結構示意圖


  二、支座結構設計


  對于任何橋梁設計,支座在橋梁部位始終是水平安裝的。因此,支座的設計受力在理論上也始終假定是均勻的。所以,設計人員在橋梁設計中,選擇支座型号的原則有:


  1、能夠承擔在規定橋上最不利荷載作用下是安全的;


  2、考慮在偶然荷載作用下是安全的(如地震、絕對溫差、非正常駕駛等);


  3、有一定的抗老化年限;


  4、能在一定範圍内考慮施工引起的偏差後,還能正常的工作;


  5、有一定的變形能力和抗變形能力;


  6、滑动支座還要考慮盡可能減小支座與梁闆的摩擦系數、最大滑移量等。


  三、預制梁闆支座安裝設計


  對于支座安裝方法以及支座與梁闆的構造受力要求,現在很多設計人員基本上不了解安裝過程以及精度控制方法,大部分都是抄錄原来設計文件的說明了事。所以在支座與梁闆的設計上,固定了一種思維方式。至于細節方面,大都是采用補救的辦法来實現。这里,有一實例,見下圖:


  現在有部分設計單位處理梁底與支座接觸方法示意圖


  这種方法就是采用塞入楔形鋼闆来彌補梁底與支座之間由于梁上有坡度而産生的安裝間隙。由于在橋梁設計中,梁闆安裝很少有是水平的,而且梁闆在橋梁橫向上還有橫坡(如果梁闆在設計時考慮橫坡在梁闆自身内消除的除外),怎麼樣使闆在安裝之後能夠與支座全面接觸,使支座受力均勻,有些設計單位早在幾年前就解決了这些問題,見下圖:


  这種處理方法本人覺得很好,減少了楔形調平鋼闆的加工成本和工期,又做到了節約材料、縮短工期、設計簡單的優勢。但在梁闆預制時,增加了預制底座的施工難度,而且對于每一塊預制梁闆隻能固定安裝位置,不能錯亂。但这樣也有一個好處,加強了施工管理力度,起到數據複核的效果,減少失誤發生。


  四、梁闆預制考慮


  當設計實現取消了楔形鋼闆之後,對預制梁闆底支座處要進行特殊處理,其方法其實很簡單,即在預制梁闆支座底模處,留出可以自由調節的空間。考慮橫坡和縱坡對梁闆底預埋鋼闆改變兩個方向的斜度,梁闆底預埋的鋼闆必須考慮當梁闆安裝在橋上後,應當要與設計标高一致,必須要使梁闆底預埋的底鋼闆與支座平面全接觸,这樣才能完全實現支座的功能。


  五、預制梁闆底支座處的處理五、預制梁闆底支座處的處理


  梁闆底支座處特殊處理示意圖


  六、對于梁闆底預埋鋼闆厚度的要求


  由于梁闆底預埋鋼闆起到調整斜度的功能,所以對这塊鋼闆厚度應當有要求。即至少能滿足在調整斜度之内鋼闆整個長度都能預埋在梁闆混凝土内,如果厚度不夠,則鋼闆就有部分長度全部懸在混凝土之外,如下圖:


  这種情況對橋梁受力很不利,且也不滿足設計要求,應當完全避免。


  七、支座安裝控制


  橋梁上部構造整個重量以及上面的車輛荷載全部都由支座来承擔,而且還要承受不良荷載(如地震力、溫度、車輛制动力等)的幹擾,加重了支座負擔。所以我們在橋梁工程結構施工時的每一部分都要力争精益求精,滿足設計要求。當然,利用橡膠支座的特性,橡膠加鋼闆,容許有一點安裝誤差,但如果我們把这個誤差盡量減到最小,對橋梁的安全儲備、使用壽命等都有好處。


  筆者通過設計理論與現場施工经验總結,歸納为以下方法,供參考。


  1、在每個支座墊石上放樣出支座設計的縱橫軸線;在全站儀放樣之後,還要用鋼尺進行局部校核;(平面控制)


  2、在每個支座墊石上精确測量出支座闆平面位置前後左右軸線點标高(精确到1mm)(高程控制);


  3、微調支座墊石标高(高點鑿除磨光,低點采用環氧砂漿整平。精确到1mm)


  4、在安裝闆式支座前,首先在室内通彩筆在支座平面上畫出垂直的十字線,以便在安裝時與支座墊石上的十字線完全重合。注意闆式支座的安裝方向。


  安裝時與支座墊石上的十字線完全重合。注意闆式支座


  5、其它可參照《公路橋涵施工技術規範》(JTG/TF50-2011)里第22.2.1條


  八、其它注意事項


  對于橋梁支座處的混凝土強度以及此處加強部分,在設計上一般要求都比支座外高,所以我們在梁闆底預埋鋼闆處,以及支座墊石,澆築混凝土時要格外慎重,不能出現混凝土振搗不到位和混凝土水灰比過大現象,否則會嚴重影響橋梁的竣工質量和适用壽命。


  橋梁結構是高速公路上一種非常重要結構,對于設計、施工者也應多考慮其安全性、经濟性、适用性、完美性。多在細節上考慮問題。