浅谈公路桥梁常见支座病害及处理方法

摘要：本文针对公路桥梁支座及垫石在运营使用中出现的各种病害，分析其产生原因，针对不同病害探讨相应的可行性处理方法。  

关键词：板式橡胶支座  垫石  表现形式  成因  同步顶升  漏斗法灌浆

一、引言

        支座是关系到整个桥梁结构的安全性和耐久性的重要结构部件，因此在平时必须确保桥梁支座的荷载传递、变形适应等功能。我国目前新建公路桥梁中，除了个别有特殊要求的桥梁外，几乎都采用板式橡胶支座或盆式支座，而占多数的中小跨径桥梁中又以板式橡胶支座为主。故本文就公路桥梁板式橡胶支座及垫石的病害及处理方法为主题进行论述。在使用运营阶段，要保持支座性能的长期稳定，必须在确保耐久性上加以恰当的维护管理。 

        而产生支座及垫石功能劣化，大多是由复杂因素影响和引发的。如发现劣化，应及早采取措施，多数情况是可以控制其劣化速度的，但若搁置不管，很有可能会给桥梁上下部结构带来非常恶劣的影响。故，在日常随时注意检查、经常维护，发现劣化及时进行维修或更换等维护管理显得非常有必要。  

二、检查程序

        支座的检查，准确掌握支座的使用功能，同时及时发现其性能的变化，并根据其产生变化的原因提出处理意见，是保持支座正常功能的重要日常工作。检查工作一般包括日常检查、定期检查和特殊检查。制订检查计划时，应当根据公路和桥梁的重要程度、结构形式以及环境条件 等因素来确定检查频率和内容。

        在进行桥梁支座检查的过程中，由于支座周边尘土、杂物的填充使支座的使用功能逐年降低，故一般检查同时亦进行清扫或高压水清洁等维护工作。 

        检查工作基本顺序如图 2-1 所示。

图 2-1 支座检查的基本顺序（框图） 

三、病害形式及成因

3.1 板式橡胶支座病害 

        板式橡胶支座的病害主要分为如下四种表现形式： 

        1、支座错位、脱空，主要成因为桥梁建造过程中梁体架设时的施工缺陷； 

        2、过大的剪切或压缩变形及橡胶不均匀外凸，成因为冲击外力及橡胶成分不达标； 

        3、破裂开裂，成因为外荷载及橡胶老化综合因素； 

        4、四氟滑板破损及硅脂油干涸，成因为安装缺陷及硅脂油油品不好或油槽未注满。

3.2 支座垫石病害 

        板式橡胶支座的病害主要分为如下几种表现形式： 

        1、垫石混凝土腐蚀、破损，成因为施工过程中的外力及外部环境腐蚀； 

        2、垫石钢筋外露，成因为桥面高盐融水电化学腐蚀及保护层不足。 

四、病害处理方法 

4.1 支座垫石病害处理方法 

        本方法适用于支座垫石破损、脱空、腐蚀等预养护工程，本方法采用高位漏斗法进行灌注高聚纤维材料混合料。 

        4.1.1 施工流程 

        人员设备材料准备工作→布设临时漏斗管路→梁体顶升并做临时支撑(若仅做防腐此步骤省略)→支座移除垫石基面处理→支模→配置加强筋(可选)→搅拌并浇筑高聚纤维材料→强度合格后拆模→养护→安装支座就位→涂刷防腐防渗封闭材料(底、面涂)→落梁(若仅做防腐此步骤省略)。 

        4.1.2 主要施工方法 

        1、开工前准备 

        准备作业平台、同步顶升设备、FH-8001/B8002 多功能养护机、搅拌机或

搅拌器、方木钢柱等支撑、薄钢板、简易漏斗、适当直径的 PVC 管及接头、

胶合模板、钢筋、高聚纤维材料、砂子、石子、防腐防渗封闭材料（底涂、面

层）。 

        2、管路的布设 

        根据现场实际情况，布设 PVC 灌浆管路。可从梁端桥面板处开临时孔，亦可从防撞墙外侧通过边梁延伸至需要修复的支座垫石处。 

        3、梁体顶升 

        参见后面“4.2”章节相应施工方法。 

        4、支座移除及垫石处理 

        采用电镐配合大锤和简易拉钩拆除原支座，采用 FH-B8001/B8002 高压水射流设备进行垫石砼表面的处理，要求表面露出粗糙骨料不得有浮浆或污物。 

        5、支模及配筋 

        （如有）将 5cm*5cm 的Ф 8/10 钢筋网片固定于垫石上。将胶合板裁制成设计的尺寸，并预设拉杆(丝)孔及排气孔，安装胶合模板，密封模板接合处。

        6、浇筑高聚纤维材料 

        高聚纤维材料为快凝自流平类聚合物纤维胶凝材料，按照配合比均匀搅拌混合料，并通过高位漏斗灌注至模板内。砂子建议采用 1-2mm 粒径，石子建议采用 5-8mm 的碎石。单次浇筑层厚建议不低于 50mm。 

        7、测强并拆模 

        浇筑混合料 1-2h 后拆除模板，并使用回弹仪进行强度测试，测强满足≥30MPa 方可进行下道工序。 

        8、养护 

        若采用干养系列材料，则可自然养生；若采用水养系列材料，则进行覆盖薄膜或洒水养生。

        9、安装支座 

        安放支座，若有四氟滑板的则储油槽内填抹硅脂油 5002 后在安放；若梁底面与支座仍有间隙则垫设不同厚度的薄钢板。 

        10、防腐涂装 

        清扫表面灰尘后，支座垫石表面涂刷混凝土防腐防渗封闭材料（底涂、面涂），涂抹厚度参照 200-300 微米执行。 

        11、落梁 

        参见“4.2”章节相应施工方法。 

        4.1.3 注意事项 

        1、高位漏斗法施工前，若采用从桥面处灌注混合料，则需要保证桥面局交通管制安全性。 

        2、高聚纤维材料快干性，可操作时间在 30-60min，需注意搅拌及浇筑的过程控制。 

4.2 橡胶支座更换 

        橡胶支座更换施工流程为：搭建临时作业平台→对顶升位置梁底面和台帽顶面进行打磨处理→安装千斤顶及百分表→顶升系统调试→试顶→梁体同步顶升→支座更换→落梁。

        1）搭设支架，施工平台 

        桥台支座更换利用桥台作为施工平台，对空间不够部位采用支架措施，以确保施工的安全实施。

        2)台帽顶面清理 

        清理台帽顶面沉积的土石及混凝土块，用钢丝刷或对台帽顶面和梁底面进行清洁，并清理伸缩缝内杂物，保证支座更换时作业面干净整洁。 

        3)千斤顶，百分表的设置 

        千斤顶数量应与每个桥台的下的支座数量相同。以精确测量顶升高度并在梁底顶升过程中控制梁体姿态，需在梁台两侧布设百分表，顶升过程中应有专人负责记录百分表读数。

        4）试顶 

        试顶前的检查千斤顶安装是否垂直牢固，影响顶升的设施是否已经完全拆除，顶升系统启动后现场各组人员各就各位，密切观察桥梁是否有异常状况出现，设备，仪表是否正常工作，显示读数是否在合理范围内。控制顶升速度不超过 1mm/分钟，最大顶升高度不超过 4mm.顶升就位后，持荷 3-10 分钟，观察梁体及设备状况。如有异常情况，应立即回油，落梁，问题解决后再进行试顶，直至梁体受力及设备运行正常，顶升就位后，根据控制系统显示的顶升重量复核支座型号及各支座承受的压力，如有异常，则应考虑调整支座型号，试顶正常后，应平稳落梁。

        5）梁体同步顶升 

        顶升过程中以每顶升 1mm 为一步，分级顶升，各顶升高差严格控制在0.5mm 范围内，全部采用位移传感器检测梁体顶升位移情况。实时检测整个千斤顶间位移传感器升量高差，若高差超过控制值时，必须进行适时调整后才进入下一个顶升周期，达到同步顶升的目的。箱梁两侧布设百分表监测箱梁运转的情况，同时也作为位移传感器的对比验证数据，箱梁每顶升 1 级百分表读数一次。观测人员随时根据监测值反馈至控制室，指导操作人员进行操作。箱梁顶升到位后临时支撑加垫一块钢板。

        6）支座更换 

        人工取出旧支座及顶面不锈钢板，如旧支座已与垫石粘结而较难取出可用钢钎，铁锤敲击松动后取出。用人工配合钢丝刷清洁支座垫石表面。测量垫石顶面标高，如顶不平整，则用环氧砂浆抹平。支座垫石顶面高程允许偏差不超过±2mm,顶面四角高差不超过 1mm,轴线偏位不超过 5mm。在支撑垫石上根据设计图纸标出支座位置中心线，同时在橡胶支座上也标出十字交叉中心线，将橡胶支座安放在垫石上，使支座的中心线与墩台的设计位置中心线重合，支座就位准确。所有支座更换完毕后，再对安装的新支座进行全面检查，确保各项指标满足设计及规范要求。

        7）落梁 

        落梁前在梁体两侧的桥台或桥墩挡块与梁体间加塞木板。开启同步顶升系统，平稳降落梁体。梁体就位后检查支座上下钢板与垫石，梁底之间的密贴情况，应尽量保证支座上下全部密贴。如果支座出现偏心受压，不均匀支撑或者脱空现象，则应重新顶升梁体，并在支座下钢板下加设钢板进行微调，直至支 

座上下面全部密贴。支座检查合格后拆除千斤顶，临时支撑钢板等顶升设备。取出梁体与挡板之间的木板，清理施工废物和垃圾。

五、结束语 

        如若欲使桥梁支座能够安全有效的正常使用，就要加强支座的经常性检查和维修加固工作。而专门以支座为目的的日常维护管理工作，在诸多管养单位这里实行起来确实存在很多困难，故通常结合桥梁其他养护工作一起随时注意支座部位，检查其各种病害是否出现或即将出现。一旦发现有新情况，可以及早作出是否维修或加固的判断，有利于桥梁其他构件的完好性，更有利于桥梁整体的安全运营及管段线路内的舒适运营。所以，桥梁支座的检查与养护应该引起我们管养单位的足够重视，切实保证其功能性完好。