橋梁是公路的重要組成部分,橋梁支座更換的質(zhì)量直接關(guān)系到公路交通的安全和暢通。目前,橋梁支座更換可能會面臨以下幾個問題。
(1)橋梁耐久性不足:由于設(shè)計考慮不足、鋼筋銹蝕、凍融破壞、堿骨料反應(yīng)、化學(xué)侵蝕、環(huán)境影響等原因,結(jié)構(gòu)的承載力會隨著時間的推移而降低。特別是當混凝土保護層外露,鋼筋銹蝕時,有效截面積會不斷減小,使結(jié)構(gòu)承載力迅速下降,無法恢復(fù),嚴重時鋼筋甚至?xí)蹟唷.斀Y(jié)構(gòu)的剩余承載力低于作用荷載時,橋梁結(jié)構(gòu)可能會損壞。因此,鋼筋銹蝕引起的橋梁耐久性問題已經(jīng)成為一個非常突出的災(zāi)害問題。
(2)過度疲勞:橋梁使用的材料往往含有微小的缺陷。在循環(huán)載荷作用下,這些微小缺陷(微裂紋、微孔)會成核、發(fā)展、合并形成損傷,并在材料中逐漸形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋得不到有效控制,很有可能造成材料和結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。疲勞損傷是鋼橋設(shè)計的核心問題,疲勞斷裂導(dǎo)致橋梁坍塌的案例很多。早期疲勞損傷往往難以發(fā)現(xiàn),但其后果可能是災(zāi)難性的。
(3)交通量的承載力:交通量問題越來越大,舊橋承載力已不能滿足新的荷載等級要求。
(4)管理不嚴格:中小橋梁分布廣,難以跟蹤,管理形式多樣,橋梁結(jié)構(gòu)多樣,養(yǎng)護技術(shù)參差不齊。
(5)橋梁超載嚴重:橋梁超載是客觀存在的現(xiàn)象,在一些路段非常突出。有兩種情況:一是早期修建的舊橋超齡超載;另一種情況是非法超載車輛的存在。前者主要是設(shè)計規(guī)范的改變、交通量的增加、重型車輛的發(fā)展造成的,這是必然的;后者是由于車輛使用者違反交通法規(guī)超載,這在我國道路運輸中非常常見。超載會加劇橋梁損傷和裂縫,甚至?xí)l(fā)生一些因超載引起的結(jié)構(gòu)損傷事故。
(6)后期養(yǎng)護滯后:中小橋梁占橋梁總數(shù)的90%,數(shù)量多、分布廣、監(jiān)理難度大、養(yǎng)護投資高、情況復(fù)雜。特別是分布在偏遠地區(qū)農(nóng)村的低等級公路,缺乏必要的養(yǎng)護資金和技術(shù)支持,橋梁難以保證
橋梁橡膠支座由多層橡膠和鋼板硫化粘接而成,具有足夠的豎向剛度,能可靠地將上部結(jié)構(gòu)的反力傳遞給橋墩;它具有良好的彈性以適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動,并具有較大的剪切變形能力以滿足上部結(jié)構(gòu)的水平位移。
聚四氟乙烯滑動橡膠支座可以通過在板式橡膠支座表面粘貼一層厚度為1.5-3毫米的聚四氟乙烯板制成。除豎向剛度和彈性變形外,還能承受豎向荷載,適應(yīng)梁端的轉(zhuǎn)動。由于聚四氟乙烯板摩擦系數(shù)低,橋梁橡膠支座可以使梁端在聚四氟乙烯板表面自由滑動,水平位移不受限制,特別適用于中小荷載、大位移的橋梁。
橋梁支座采用半封閉鋼盆中的彈性橡膠塊,在三維受力狀態(tài)下具有流體的特性,實現(xiàn)橋梁上部的轉(zhuǎn)動。同時,上部結(jié)構(gòu)的水平位移是通過中間鋼板上的F4板與上座板上的不銹鋼板之間的低摩擦系數(shù)來實現(xiàn)的,使得支座所承受的剪力不再完全由橡膠來承擔(dān),而是間接作用于鋼盆以及F4板與不銹鋼之間的滑移。
根據(jù)試驗數(shù)據(jù),橡膠在三維約束下的壓縮彈性模量為50000kg/cm2,比沒有側(cè)向約束時提高了近20倍,因此支座的承載力大大提高,解決了板式橡膠支座承載力的限制,能夠滿足大支撐反力、大水平位移和大轉(zhuǎn)角的要求。由于橡膠支座的滑動面采用不銹鋼板和聚四氟乙烯模板之間的平面滑動,因此摩擦系數(shù)低,承載能力大,變形小,耐磨性和耐腐蝕性強。密封橡膠的使用不僅大大提高了支座的承載能力和橡膠的使用壽命,更重要的是保證了橋梁支座的靈活轉(zhuǎn)動性能和良好的緩沖性能。
因此,橋梁橡膠支座具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、價格低廉的特點。橋梁建筑高度低,非常有利于橋梁設(shè)計,主要用于滿足大型橋梁建設(shè)的需要