浅谈公路桥梁中橡胶支座的应用

摘要：随着我国科学技术的不断进步，橡胶支座已经广泛运用在公路桥梁建设中，文章阐述了橡胶支座的选择使用情况，以及在工程建设中容易出现的问题和事故，并通过对橡胶支座的使用、设计、安装等方面进行综合分析，提出相应对策，希望在公路桥梁建设中能科学的使用。

关键词：橡胶支座；公路桥梁；板式橡胶支座；球冠式橡胶支座

中图分类号：U443　文献标识码：A　文章编号：1009-2374(2011)07-0036-02

近几年已通车的公路桥梁使用的橡胶支座，由于低价中标等因素影响，产品质量得不到保证，短则几个月，多则2-3年，频繁出现损坏事故，而且有逐年增多的趋势。高速公路通车不到一年，沿线桥梁竟有100多个支座损坏，损坏率可谓惊人。最近，从全国公路交通系统有关信息中了解到，支座损坏绝不是个别现象，是全国普遍存在的问题，已引起众多专家的强烈关注。但由于支座在桥梁工程造价中所占比例较小，其重要性往往会被设计和施工人员忽视。从现场调查支座损坏的原因中不难发现，除了支座本身存在质量问题以外，设计和施工安装都存在着许多不该发生的严重问题，这些因素使得支座损坏事故增多和损坏速度加快。当然，橡胶支座是有使用寿命的，国内外专家学者研究资料表明，质量合格的橡胶支座可使用30-50年。目前使用的支座寿命如此短暂，是不正常的。其后果将影响到桥梁上下部结构的使用寿命和交通安全，因此，支座损坏了要及时更换。现在一些养护公司急于更换支座，却因更换技术不到位，结果是更换了新支座，损坏了桥梁结构，产生更严重的问题，所以更换支座一定要慎重，不可乱来，否则后果难以设想。20世纪60年代，我国的公路桥梁修建主要是采用钢筋支座，还有一些是利用混凝土支座。自1978年改革开放过后，橡胶支座的运用变得更加广泛。目前，我国所有的新建公路都是使用橡胶支座，其广泛应用的主要原因是：橡胶支座结构简单，加工便捷，同时它的使用成本低，容易安装，承载力强，收缩性好，不易折断和变形，在公路桥梁的建设中起到了很大的作用。

一、桥梁支座的布置

支座的布置形式要结合桥梁的结构进行设计，不科学的支座布置会缩短支座的使用时限。所以，在支座布置设计时，一定要按照实际情况进行：当桥梁上部结构为空间结构时，支座除了要稳定的传到水平力和垂直力，还要能够承受桥梁因受力而引发的变形力；支座应能够抵抗在使用过程中因桥梁的变形而导致的各种应力的影响；当桥梁位于坡道上，固定支座一般需安装在下坡道上；路程较长的桥梁，固定支座要安装在桥梁的中间，增强桥梁两边的承受力。对简支桥梁一端设固定支座，另一端设活动支座；如公路T形桥梁，特别是桥面较宽的桥梁，支座设置在可以控制桥梁横面变形的地方。箱形截面的简支梁桥，在桥梁的固定桥墩上设置活动、固定支座各一个，在活动墩上则要设置一个活动支座以及一个多项活动支座。

二、橡胶支座的选用

(一)　板式橡胶支座

这种橡胶支座是由各种橡胶片和较薄的钢片结合铸造的，它的主要作用是通过橡胶本身具有的弹性，最终实现竖向变位，通过橡胶的剪切变形来实现其水平位移以及因温差而引起的变形，同时可以减少车辆对桥梁的震动。板式橡胶支座在建设中没有区分固定支座与活动支座，由于其具有一定的钢性，所以水平位移面积不大，该支座只适合在宽度较小的桥梁修建中使用，一般不超过20m。板式橡胶支座有矩形圆形之分，其承压等级为150kN～10000kN，支座的安装必须保持平衡。

(二)　球冠式橡胶支座

这种橡胶支座是在板式橡胶支座上顶面形成高4mm～10mm高度不等的球面构造，只有在平面上保持同一性，才能完成支座的受力功能。球冠式橡胶支座安装建议，适用性能强，特别是在有坡度的桥梁上，受力效果更加优秀；这种橡胶支座还能解决板式橡胶支座在安装中存在的问题，它还适用广泛，一般桥梁以及大跨度桥梁，坡度大的桥梁都可以适用。

(三)　盆式橡胶支座

这种支座主要由钢和橡胶构造，在盆内底板放置一块受压的橡胶板，密封于钢盆中的橡胶在周围的给压力中释放反作用力，可承受垂直压力。其橡胶本身具有的弹性可以满足桥梁的转动，同时利用支座钢板的自由滑动，完成桥梁上部的水平位移。盆式橡胶支座的受力程度高，水平位移跨度大，活动灵活，可以满足大跨度桥梁的修建，其承载能力一般为800kN～60000kN。

(四)　铅芯板橡胶支座

此支座主要是在板式橡胶支座的基础上，在其中心放置铅芯，以提高支座的阻力功能，吸收多余的震动，并在因受力发生变形时，可以瞬间恢复到原始状态，使支座产生具有良好的阻力功能，特别是在地震区修建公路时，可以发挥极好的作用。这种支座的铅芯棒必须是纯铅材质，具体的安装大小需要经过测试才能得出。

三、存在的问题及注意事项

(一)　橡胶材料选择不当

橡胶材料的选择要适当，有时对材料的选择缺乏经验，通常会选择氯丁橡胶，这种橡胶抗低温能力弱，结果出现冻裂现象；二元乙炳橡胶具有耐低温性质，最适于北方修建公路时使用，但与钢板粘结困难，不适合做板式橡胶支座，有的厂家就利用三元乙炳橡胶，但也有缺陷，如纵向沿钢板开裂等。

(二)　厂家的加工质量存在问题

目前一些小的制作作坊，生产水平低下，选材不当，制作粗糙；而有的厂家为了节省成本，利用再生橡胶和铁皮进行合成制作板式橡胶支座，质量问题严重；还有些厂商加工工艺落后，钢板的中心制作不完善，致使整个支座中心不对称，整个支座的受力面也就不均匀，如果在交通量大的桥梁建设中使用，容易引发交通事故。

(三)　支座位置安放不正确

整个支座的安装位置不对，使支座出现不均衡的安装状态，有的面会比较紧实，而有面则出现脱空的情况，这让支座在使用中容易发生折断。

四、解决措施

(一)　安装前对支座质量的检测

安装板式橡胶支座时要认真测量其弹性和刚度，保证其受力程度；球冠式橡胶支座要检查它与不锈钢钢板之间的摩擦情况以及活动能力；盆式橡胶支座则必须通过承压力、整个环境的摩擦力、变形指数等。对板式橡胶支座要做重点检测，最好进行解剖检验，查看其钢板的硬度，橡胶的弹力，最终结果必须与《公路桥梁规范》的规定相符合。

(二)　支座的安装工艺

因各大桥梁的具体结构不同，所以整个支座安装也有差异，不管是哪种橡胶支座，在安装时都必须满足《桥梁施工技术规范》的规范要求，首先要确保其安装面是水平的，并且互相之间的靠拢要紧实，橡胶支座在安装前必须清洗干净，防止杂质对橡胶支座使用效果的影响。

(三)　检查注意事项

对板式橡胶支座要时常观察其是否出现老化、龟裂、安放脱空以及中心偏离的问题，要及时发现问题并解决问题；盆式橡胶支座则要随时检查外露部分积水和积灰情况，查看支座与桥梁连接点是否有松动，发现此问题要及时拧紧，整个橡胶支座要带好防护罩，避免灰尘进入支座内部，影响工作状态。

五、结语

众所周知，桥梁支座是桥梁结构的一个重要组成部分，作为连接桥梁上部结构与桥墩的传力部件，其作用是将上部结构的作用力和变形位移和转角安全可靠地传给桥墩。其重要性不可忽视。因此，支座更换是有一定技术难度的，一定要有经过培训的专业技术队伍来完成，以确保安全。