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臺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題，以及結(jié)合這些病害問題產(chǎn)生的原因，我們需要從設(shè)計、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，將其總結(jié)為以下三方面的措施：

1設(shè)計方面的措施

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

(1)新型支座設(shè)計。鑒于支座存在串動和脫空的病害現(xiàn)象，在設(shè)計新型支座的時候，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，筆者認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，并在進行嚴謹試驗驗證之后，才能夠應(yīng)用到實際橋梁工程施工當中。

(2)箱梁底部支座布置方式的改進。箱梁底部支座的布置，要對比計算不同支座數(shù)量的布置方案，并分析對端橫梁關(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，譬如美國進口的開姆洛克膠，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)范整個加工制造的環(huán)節(jié)。

(1)控制煉膠質(zhì)量。首先是對原材料進行嚴格檢驗，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)配方比進行均勻配料，可借助計量器進行校準。其次是嚴格按照工藝的規(guī)范要求，進行投料混煉，在此過程中，一方面要嚴格核對膠號、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，然后進行強制冷卻，并存放在通風和恒溫位置。

(2)改進硫化工藝。為了提高橡膠的物理機械性能，我們需要硫化橡膠，將硫化機加入到橡膠里，改善橡膠的定伸應(yīng)力、彈性、硬度、拉伸強度等性能，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，同時還需要在盡可能低的溫度下，均勻硫化的程度。在實際施工當中，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，在配比之前進行試驗，高精度控制硫化溫度，根據(jù)橡膠物理性能，減輕過硫化的程度，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包括矩形支座的長度范圍和厚度范圍、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、機械損傷等質(zhì)量問題，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，直接關(guān)系到橋梁的安全性和耐久性，在施工的時候，需要做好以下幾方面施工技術(shù)措施。

(1)準備工作。首先是取樣試驗補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個支座，對于這些支座的精度要求，是保持支承墊石平面的一致，同時避免偏壓、受力不均等現(xiàn)象。首先需要清潔墩臺墊石的頂面，可用水泥砂漿調(diào)整墊石標高的差距。其次是根據(jù)設(shè)計圖紙標出支承墊石的中心，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，支座進行自動找平。

(3)改進安裝工藝。安裝開始后，檢查支承墊石 標高、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支座安放的準確性，將支座就位部分的墊石表面進行鑿毛，清除預(yù)留錨栓孔的雜物，并通過千斤頂調(diào)整梁體位置和標高，制備砂漿和重力灌漿，在灌漿材料達到規(guī)定強度之后，方可拆除鋼模板和臨時千斤頂。

鐵路橋梁板式橡膠支座常見支座脫空、剪切變形、中間膠層鼓凸變形、橡膠層開裂、支座位置串動等病害，對這些病害的處治，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)量和改進硫化工藝，并提高加工的精度，以及在施工的時候，認真審核相關(guān)的安裝圖紙，并編制合理的施工方案，做好充分的施工準備工作，以及控制施工精度和改進安裝工藝。