支座变形问题分析

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1、1湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部支座变形问题分析支座变形问题分析2湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部桥梁支座作用板式橡胶支座变形形式支座安装、养护注意事项3湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部一、桥梁支座的主要作用有二点：一、桥梁支座的主要作用有二点：1、将桥梁荷载（动载及静载）有效传递到桥墩；2、满足桥梁变形需要。板式橡胶支座的主要功能是将桥梁上部结构的反力可靠地传递给墩台， 并同时能完成梁体结构所需要的变形（水平位移及转角）。根据这些 要求，板式橡胶支座应在垂直方向具有足够的

2、刚度，从而保证在最大 竖向荷载作用下板式橡胶支座产生较小的变形；在水平方向则应具有 一定的柔性，以适应梁体由于受制动力、环境、温度、混凝土的收缩 和徐变及荷载作用等引起的水平位移；同时板式橡胶支座还应适应梁 端的转动。4湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部图一图一板式橡胶支座结构示意图板式橡胶支座结构示意图板式橡胶支座的内部结构如图一所示：支座内部是一层钢板一层胶的 结构，钢板和中间胶层通过粘接剂经硫化形成一体，钢板和中间胶层 的厚度通常是根据JT/T4-2004公路桥梁板式橡胶支座和JT/T663- 2006公路桥梁板式橡胶支座规格系列标准制造的。5湖北省

3、谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部二、板式橡胶支座在正常使用的情况下，其变形有三种形式：二、板式橡胶支座在正常使用的情况下，其变形有三种形式：1 1、剪切变形；、剪切变形；2 2、竖向压缩变形；、竖向压缩变形；3 3、转角变形。、转角变形。6湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部1 1、剪切变形、剪切变形剪切变形的发生是由于桥梁（伸缩位移或安装不当）产生的水平力引 起的，变形后的形状如图二所示。图中角a称为剪切角，JT/T4-2004 公路桥梁板式橡胶支座8.4.2 b)中规定：支座的剪切角应不大于 35。在支座使用中应参照执行

4、,这可根据剪切量B来确定： BHtan35=0.7H。例如支座高度为87毫米的板式橡胶支座，正常使用时其最大剪切变形量 应不大于870.7=60.9毫米。aHB图二图二支座剪切变形示意图支座剪切变形示意图7湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部（1）板式橡胶支座的初始剪切变形现象板式橡胶支座的初始剪切变形现象图三图三 顺桥向剪切变形顺桥向剪切变形图四图四 横桥向剪切变形横桥向剪切变形这种现象在板式橡胶支座安装就位，梁体落梁后的近期内表现较为普遍。8湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部原因分析：原因分析： 由于环境温度的变化和

5、混凝土的收缩徐变而导致。 由于落梁过程中在板式橡胶支座受到初始压力后人为的移动梁体而导致。预防措施：预防措施：安装板式橡胶支座最好在平均气温时进行，以减少由于环境温度变化而造成梁体膨胀或收缩给板式橡胶支座造成的不应有的初始剪切变形。9湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部在落梁后不要急于拆除架梁设施，待每片梁落下后要仔细检查板式橡 胶支座是否有初始剪切现象，如果有一定要进行调整，调整这种现象 只需稍微的起高一侧梁端，板式橡胶支座就会在自身弹性作用下自动 复位，做到了这一点就为板式橡胶支座的初始剪切变形减少了很大的 不利因素。在桥面铺装前还应对板式橡胶支座的剪切

6、变形进行一次检查调整，这 次检查调整要尽量选择靠近年平均气温的天气，这时架梁设施已拆除， 可使用千斤顶等相应工具将梁端稍微顶起，板式橡胶支座应自动复位， 否则应予以更换。桥梁铺装前应重新检查已使用的板式橡胶支座，因 为这个时候梁体经过了一个较长时期的收缩徐变已趋于稳定，而且桥 面尚未铺装，每一片梁的每一端均可单独升高，所以该环节应引起施 工现场工程技术人员的高度注意。10湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部（2）滑板支座的较大剪切变形）滑板支座的较大剪切变形由于受施工环境的约束，滑板支座的施工比较重要，要保持滑板支座的四氟板表面和与之摩擦的不锈钢板表面清洁，

7、应首先把工作环境营造好，才能保证板式橡胶支座实现正常的工作状态。在施工现场常见滑板支座由于不滑动而造成支座发生较大的剪切变形现象，这种现象主要是因滑动摩擦面有杂质、不光滑或未加硅脂油引起。为防止这种现象发生，必须在落梁前排除以上不利因素，对于滑板支座的施工，一定要依据相关规范用棉丝沾丙酮或酒精擦干净摩擦表面，将板式橡胶支座上的贮油槽内注满5201-2硅脂润滑油。11湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部正确的操作才能实现摩擦系数0.03的结果，水平剪力一旦大于正压值力的3% 即会产生滑动，因此可避免较大剪切变形。但是在这里需要说明的是：滑板支 座在获得正确的安

8、装后也会有小的剪切变形，其变形量可通过下列公式计算得 出。L-滑动前的板式橡胶支座剪切变形量 单位：毫米 0.03-滑板支座额定的摩擦系数 P-板式橡胶支座实际荷载正压力 单位：N H-板式橡胶支座橡胶层总厚度 单位：毫米 S-板式橡胶支座的平面面积 单位：mm2 G-板式橡胶支座额定弹性模量（1.0Mpa）注：由于现场各方面条件不利因素的 存在，在计算时其摩擦系数可设定为 0.050.06。四氟滑板支座不应出现剪切变形，若确实存在应是没有涂四氟滑板支座不应出现剪切变形，若确实存在应是没有涂5201-2硅脂或梁体硅脂或梁体下不锈钢板表面不光滑，摩擦系数过大。下不锈钢板表面不光滑，摩擦系数过大。

9、12湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部2、竖向压缩及转角变形、竖向压缩及转角变形支座的竖向压缩变形是由桥梁的竖向荷载引起。支座在正常竖向荷载作用下，支座内橡胶层因受压会延水平方向呈半圆形外鼓，而钢板层则保持原状，所以支座会出现如图五所示比较均匀的外鼓现象。当支座偏压或梁体变形时，支座会出现如图六所示的转角变形。13湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部图五图五 支座竖向压缩变形示意图支座竖向压缩变形示意图图六图六支座转角变形示意图支座转角变形示意图14湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部

10、（1 1）根据）根据JTG D62JTG D62- -20042004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范范中中, ,板式橡胶支座竖向平均压缩变形应符合以下规定：板式橡胶支座竖向平均压缩变形应符合以下规定：beeckeeeck mcEAtR EAtR,emcatl07. 02,式中：支座竖向平均压缩变形；矩形支座短边尺寸或圆形支座直径；te支座胶层总厚度；由上部结构挠曲在支座顶面引起的倾角，以及支座直径设置与不大于1%纵坡的梁底面下，在支座顶面引起的纵坡坡角（rad）。mc,al由以上可得出：支座的竖向平均压缩变形不大于支座胶层总厚度的由以上可得出：

11、支座的竖向平均压缩变形不大于支座胶层总厚度的0.07是合格的。是合格的。 但这种正常现象应表现为板式橡胶支座四周侧面的波纹状凹凸应基本一致，否则但这种正常现象应表现为板式橡胶支座四周侧面的波纹状凹凸应基本一致，否则 应视为异常现象。应视为异常现象。15湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部（2）异常现象（转角变形）产生的因素及解决方法：）异常现象（转角变形）产生的因素及解决方法：梁体偏压板式橡胶支座。梁体偏压板式橡胶支座。也就是说在梁体的作用下，板式橡胶支座的受力点未在中心。该现象轻者表现在同块板式橡胶支座上波纹状凹凸现象不一致，重者造成板式橡胶支座单边脱空。

12、16湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部解决方法：在落梁后不要急于拆除架梁设施，待每片梁落下后要仔细检查板式橡胶支座是否有压偏现象，如果有一定要进行调整，调整这种现象只需稍微的起高一侧梁端，把板式橡胶支座向波纹状凹凸较明显的方向移动，使梁体重心与橡胶支座中心重合。17湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部梁底或梁底预埋钢板不平。梁底或梁底预埋钢板不平。其表面不平是由于梁体预制时造成梁体扭曲或焊接引起的预埋钢板弯曲变形。解决方法：吊梁前对梁体和墩台支承垫石进行检查，检查梁端底面与板式橡胶支座相关联处是否平整、两个板式橡胶支座相

13、关联处是否平行。如不符合应即时修整。梁底预埋钢板不平应在梁底钢板焊接与制造中解决。往往作业队为了节约成本忽略了梁底钢板的质量问题，直接用毛坯钢板作为梁底钢板或焊接锚固钢筋后不进行调整，因此引起了钢板弯曲变形。因为这些原因的存在使得落梁后板式橡胶支座产生压偏现象。另外因梁底钢板的弧形弯曲变形落梁后至使板式橡胶支座周边预先受力，使板式橡胶支座的波纹状凹凸现象更为明显。如梁体已预制完成或因种种原因造成了不可调整的事实，建议采用环氧树脂进行修复以达到梁底或预埋钢板表面平整之目的。18湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部 同一片梁下两支座顶面的标高偏差大，支座垫石标高

14、不一致。同一片梁下两支座顶面的标高偏差大，支座垫石标高不一致。表现为同一片梁下的两个支座的波纹状凹凸在同一方向。解决的方法：把支座垫石矮的一端用千斤顶顶起，在垫石上铺环氧树脂和用钢板把支座垫高。使支座垫石标高一致，支座不均匀的波纹状凹凸现象消除。19湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部三、支座安装及养护注意事项三、支座安装及养护注意事项1 1、支座安装、支座安装支座垫石表面应平整、清洁、干爽、无浮沙。支座安装时，防止支座出现偏压或产生过大的初始剪切变形。安装完 成后，必须保证支座与上、下部结构紧密接触，不得出现脱空现象。 对未形成的整体的梁板结构，应避免重型

15、车辆通过。与四氟板接触的不锈钢板表面不允许有损伤、拉毛现象，以免增大摩 擦系数及损坏四氟板。落梁时，为防止梁与支座发生纵横向滑移，宜用木质三角垫块在梁体 两侧加以定位，待落梁后全部拆除。支座安装后应全面检查是否有露放，支座安装方向、支座形式是否有 错，临时固定设施是否拆除，四氟滑板支座是否注入硅脂油（严禁使 用润滑油代替硅脂油）等现象，一经发现，应及时调整和处理。20湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部2 2、支座养护、支座养护支座应定期进行养护及维修，一经发现应及时进行修补或更换。检查内容：a、支座是否出现滑移及脱空现象；b、支座的剪切位移是否过大（剪切角不大于35 ）；c、支座是否产生过大的剪切变形；d、支座橡胶保护层是否出现开裂、变硬等老化现象，并记录裂缝位置、 开裂宽度及长度；e、支座各层加劲钢板之间的橡胶板外凸是否均匀和正常；f、检查支座上面一层聚四氟乙烯滑板是否完好，有无剥离现象，支座是 否滑出了支座顶面的不锈钢板。21湖北省谷竹高速公路湖北省谷竹高速公路GZTJ22合同段项目部合同段项目部支座各部应保持完整、清洁。支座发生过大剪切变形、老化、开裂等时应及时更换。四氟滑板与不锈钢板接触面间发现进入泥沙或硅脂油干涸时，需及时 清扫，并注入新的硅脂油。