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臺(tái)灣鐵路橋梁板式橡膠支座病害的處治措施

鑒于鐵路橋梁板式橡膠支座存在的病害問(wèn)題，以及結(jié)合這些病害問(wèn)題產(chǎn)生的原因，我們需要從設(shè)計(jì)、加工制造、施工等角度，探討這些病害的處治方法，筆者綜合相關(guān)的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，將其總結(jié)為以下三方面的措施：

1設(shè)計(jì)方面的措施

鐵路橋梁橡膠支座的設(shè)計(jì)，從新型支座設(shè)計(jì)、箱梁底部支座布置方式改進(jìn)、支座使用應(yīng)力降低幾個(gè)方面，減少支座使用時(shí)發(fā)生病害的概率。

(1)新型支座設(shè)計(jì)。鑒于支座存在串動(dòng)和脫空的病害現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)新型支座的時(shí)候，要確保支座的平均受力，盡可能減少支座安裝的偏差，確保能夠在水平作用力下，有效防止支座的移動(dòng)，筆者認(rèn)為有必要綜合考慮支座的結(jié)構(gòu)型式、反力大小和縱橫坡大小，并在進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)試驗(yàn)驗(yàn)證之后，才能夠應(yīng)用到實(shí)際橋梁工程施工當(dāng)中。

(2)箱梁底部支座布置方式的改進(jìn)。箱梁底部支座的布置，要對(duì)比計(jì)算不同支座數(shù)量的布置方案，并分析對(duì)端橫梁關(guān)鍵截面橫向應(yīng)力的影響狀況，考慮哪一種方式對(duì)端橫梁受力最有利。

(3)支座使用應(yīng)力的降低。在掌握橡膠材料力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，選用具有較高抗壓強(qiáng)度、良好彈性、徐變變形小、適應(yīng)溫度變化影響、耐老化性能優(yōu)越、良好粘結(jié)性能、良好耐磨耗性能的材料，譬如美國(guó)進(jìn)口的開(kāi)姆洛克膠，以降低支座的使用應(yīng)力，提高支座的耐久性能。

2加工制造方面的措施

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)板式橡膠支座的水平低下，筆者建議全面規(guī)范整個(gè)加工制造的環(huán)節(jié)。

(1)控制煉膠質(zhì)量。首先是對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，并清洗和烘干軟化生膠，粉碎所有配料和固體添加劑之后，根據(jù)配方比進(jìn)行均勻配料，可借助計(jì)量器進(jìn)行校準(zhǔn)。其次是嚴(yán)格按照工藝的規(guī)范要求，進(jìn)行投料混煉，在此過(guò)程中，一方面要嚴(yán)格核對(duì)膠號(hào)、配合劑、配方等，保證配合劑處于分散均勻狀態(tài)，避免出現(xiàn)早期焦燒情況，另一方面是在混煉完成后，將滑石粉均勻散布在半成品橡膠上面，然后進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，并存放在通風(fēng)和恒溫位置。

(2)改進(jìn)硫化工藝。為了提高橡膠的物理機(jī)械性能，我們需要硫化橡膠，將硫化機(jī)加入到橡膠里，改善橡膠的定伸應(yīng)力、彈性、硬度、拉伸強(qiáng)度等性能，其中硫磺用量需要控制在合適范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)“噴硫”現(xiàn)象，同時(shí)還需要在盡可能低的溫度下，均勻硫化的程度。在實(shí)際施工當(dāng)中，接近熱模板支座表面橡膠，經(jīng)常存在焦燒現(xiàn)象，要求我們按照支座的厚度和橡膠的傳熱效率，在配比之前進(jìn)行試驗(yàn)，高精度控制硫化溫度，根據(jù)橡膠物理性能，減輕過(guò)硫化的程度，使得支座內(nèi)部和外部硫化均勻。

(3)提高加工精度。支座內(nèi)部受力均勻保證，要求控制好支座的外形尺寸、外觀質(zhì)量和內(nèi)部橡膠層質(zhì)量，其中支座外形尺寸控制重點(diǎn)包括矩形支座的長(zhǎng)度范圍和厚度范圍、圓形支座的直徑范圍和厚度范圍，而支座的外觀質(zhì)量，則要求檢查是否存在氣泡、雜質(zhì)、凹凸不平、側(cè)面裂紋、鋼板外露、掉塊、機(jī)械損傷等質(zhì)量問(wèn)題，其內(nèi)橡膠層質(zhì)量則關(guān)注橡膠層厚度、鋼板與橡膠粘結(jié)程度、橡膠層剝離膠層情況等。

3施工方面的措施

橡膠支座位于橋梁的上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)，直接關(guān)系到橋梁的安全性和耐久性，在施工的時(shí)候，需要做好以下幾方面施工技術(shù)措施。

(1)準(zhǔn)備工作。首先是取樣試驗(yàn)補(bǔ)償收縮砂漿和混凝土等原材料，控制好砂漿和混凝土的配合比。其次是將支承墊石設(shè)置在墩臺(tái)頂，方便支座的安裝、調(diào)整和更換，其中墊石內(nèi)部要求布置鋼筋網(wǎng)，并保證表面平整。

(2)控制施工精度。鐵路橋梁每片梁底通常安裝有2-4個(gè)支座，對(duì)于這些支座的精度要求，是保持支承墊石平面的一致，同時(shí)避免偏壓、受力不均等現(xiàn)象。首先需要清潔墩臺(tái)墊石的頂面，可用水泥砂漿調(diào)整墊石標(biāo)高的差距。其次是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)出支承墊石的中心，以確保支座中心和支承墊石頭中心線重合在一起。再次是在支承墊石和支座的中間鋪設(shè)水泥砂漿，便于在梁體的壓力下，支座進(jìn)行自動(dòng)找平。

(3)改進(jìn)安裝工藝。安裝開(kāi)始后，檢查支承墊石 標(biāo)高、預(yù)留孔直徑、預(yù)留孔深度、預(yù)留孔位置、支座中心線，然后確保固定支座和活動(dòng)支座安放的準(zhǔn)確性，將支座就位部分的墊石表面進(jìn)行鑿毛，清除預(yù)留錨栓孔的雜物，并通過(guò)千斤頂調(diào)整梁體位置和標(biāo)高，制備砂漿和重力灌漿，在灌漿材料達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度之后，方可拆除鋼模板和臨時(shí)千斤頂。

鐵路橋梁板式橡膠支座常見(jiàn)支座脫空、剪切變形、中間膠層鼓凸變形、橡膠層開(kāi)裂、支座位置串動(dòng)等病害，對(duì)這些病害的處治，要求重視豎向承載力、水平承載力、剪切變形和轉(zhuǎn)角等的驗(yàn)算，根據(jù)按照以下支座加工制造的工藝流程，控制煉膠質(zhì)量和改進(jìn)硫化工藝，并提高加工的精度，以及在施工的時(shí)候，認(rèn)真審核相關(guān)的安裝圖紙，并編制合理的施工方案，做好充分的施工準(zhǔn)備工作，以及控制施工精度和改進(jìn)安裝工藝。