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各类桥梁伸缩装置破坏形式及原因分析一

发布人:小乔工程橡胶 发布时间:2016-04-06 09:25 已有次个人浏览并咨询 打印

  1.对接式
  1)填塞对接型(u型镀锌铁皮型等)
  (1)破坏形式
  夏季桥梁伸长,缝隙中填料挤出、上鼓,引起跳车;冬季拉开断裂造成漏水等。
  (2)原因分析
  主要是结构上不合理。由于镀锌铁皮或铝片较薄,不能过多地承受主梁传来的水平荷覆,容易出现断裂现象。软性充填材料多为沥青砂、聚乙烯胶泥,易于老化脱落,造成漏水腐蚀伸缩装置,并使失去伸缩作用。目前此类装置基本不再继续使用。
  2)嵌固对接型(橡胶条型)
  (1)破坏形式
  热天鼓起,冬天脱落,锚固件破坏和两侧混凝土(路面)破碎等。
  (2)原因分析
  这是20世纪60年代产品,有单孔、三孔、四孔的胶条,在使用过程中胶条一直处于压缩状态,设计思想是合理的,但安装时很难夹压达到设计的理想状态,不是紧就是松,过紧容易造成鼓起,过松易脱落。这种装置构造较小,以往常是在混凝土铺装层中放置。主要锚固件,与梁体的预埋件连接薄弱,加之铺装混凝土较薄,后浇混凝土面层多缺乏振捣,密实度和强度都有一定的问题,造成两侧混凝土容易破损。所以,此类装置破坏的主要原因可归结为施工原因。
  2.橡胶式(板式及组合式橡胶型)
  1)破坏形式
  橡胶板剥离,预埋钢板外露、脱落、断裂,锚固螺栓剪断脱孔飞出,两侧混凝土开裂破碎,出现坑槽等多种破坏现象,造成整体破坏等。
  2)原因分析
  板式橡胶伸缩装置,规格种类繁多,20世纪90年代前国内桥梁上普遍采用,而出现的问题较多,破坏严重。究其原因是多方面的,综合来看,有以下几方面:
  (1)结构本身的原因(设计原因)
  此类伸缩装置,其原理是利用上下凹槽之间的橡胶剪切变形来满足梁体的伸缩,伸缩体内又埋有钢板,跨越梁端间隙承受荷载,两侧有锚固钢板,通过螺栓与梁端链接,并且一般采用每米分块安装,整体性较差。
  一般国外技术标准对伸缩装置摩阻力的限制规定为不大于4kn/m,而国内产品的实际水平摩阻力远大于此规定值,约为此规定值5倍还多。这样对锚固系统要求极高,也给施工带来困难,没有特殊专用工具是很难保证达到设计要求,不能不说是出现早期局部破坏和整体破坏的主要原因。
  (2)产品质量不好
  这类伸缩装置生产工艺条件要求比较苛刻,例如,橡胶材质性能、加劲钢板的材质及合理布置、钢板与橡胶粘结强度、生产时的温度和湿度的控制等都要求非常严格,稍不注意就出现质量问题,往往容易出现整版断裂、脱胶、胶层磨损、钢板外露、锚固螺栓剪断、橡胶板飞出等现象,其与橡胶伸缩装置的本身质量、横向宽度大、刚度差异大等都有直接关系。
  以陕西某某一级公路某大桥100型板式橡胶伸缩装置破坏情况调查为例,原设计100型预埋钢板之间的橡胶体厚度分别为41mm与31mm,而88块100型的橡胶体测量结果,预埋钢板之间的橡胶体厚度最薄的为23mm与14mm,一般平均为31.7mm与22.25mm。预埋钢板之间橡胶体的减薄,使伸缩体的允许变形只有原设计允许变形的71.77%左右。另外体内预埋钢板严重倾斜,最大的倾角为6。2l’,这是造成橡胶体变形不均匀的主要原因。还有部分钢板外露,无橡胶保护层,且橡胶与钢板黏贴不好,造成钢板翘起,橡胶剥离的严重破坏。
  (3)施工原因
  对伸缩装置施工工艺要求重视程度不够,已破坏的伸缩装置多数在施工时未能严格掌握工艺标准和安装步骤造成的。例如,陕西某某一级公路某大桥伸缩装置的安装,按照常规,伸缩装置的安装温度宜为年平均气温或相当气温?根据施工单位提供桥位处多年平均最低气温为一13~C左右,多年平均最高气温为39'12左右,故伸缩装置安装气温控制在13"C左右较为合适:但该桥伸缩装置的安装温度比常规规定的低了将近10cc左右,最严重的则低了15℃,调查时实测气温为27~29~C,反映出当前梁体结构伸长变形已接近,或超过设计值(50mm)。也就是说在当时气温的情况,应该采取预拉开一定数值后安装就位就不至于出现早期破坏。但由于此类伸缩装置的水平摩阻力大,没有特殊的专用工具未能做到这一施工工艺要求,加上因产品质量上存在一定的问题,使橡胶体伸缩量减少了29%的情况。
  再者,还有预埋钢筋直径过细(咖12)、钢板较薄(6=511'1113),锚固件焊接质量不能保证,经不起高速重载车辆的冲击、振动,很快开焊弹起。橡胶板底垫砂浆找平填高的做法不恰当,车辆行驶冲击致使垫砂浆粉碎溜边,使梁间隙相对加大,其下没有托板,轻者橡胶板脱孔飞出,重者使橡胶板折断破坏。二次混凝土浇筑不密实,达不到设计要求的强度,混凝土时常出现蜂富、空洞等,难以承受车辆荷载的强烈冲击。伸缩装置两侧混凝土和沥青混凝土铺装层结合不好,碾压不密实,形成两张皮,容易产生开裂、脱落,形成坑槽,最终引起伸缩装置的破坏。梁端鐾隙不符合设计要求,比如,根据大连市的调查,设计梁间缝隙宽40~50ram,而施工后的梁间篷隙宽度多为70~100mm,结果缝隙加大,橡胶板就出现了螺栓孔扩大飞出以及折断破坏等魂象。
  (4)伸缩装置的选型不合理
  任意扩大此类伸缩装置的适用范围(最大有超过400mm),伸缩装置整体强度不足、螺栓变形、盖帽穿透、全板松动是常见的现象,特别是在重车道上破坏尤为明显:桥梁设计者在选型时,未考虑到计算、施工误差等多种复杂因素的影响,硬碰硬地按伸缩量计算值选定型式规蘩和仅考虑产品价格等,没有预留必需的富余量而适当选大一型号,更甚者,将型号偏小的选用.例如,某大桥如按该地区的多年最低平均气温与多年最高平均气温计算,它的伸缩量不应小于109mm,再加上考虑施工误差因素的影响、安装温度的偏差以及二期恒载及活载引起梁长变化等因素,设计伸缩量应不小于140mm才是可靠的,但该桥选用伸缩量为100mm的板式耄胶伸缩装置的型式,如此即使产品质量再好,施工安装精度再高,也逃不掉其破坏的可能性。鼓合理选定型式是保证桥梁伸缩装置有较好的使用效果和耐久性极为重要的环节。
  (5)管理养护的原因
  桥梁伸缩装置的部件长期暴露在大气空间,并且承受高速行驶车辆的反复冲击作用,使用环境非常恶劣,管理养护工作就显得相当重要。但目前多数桥梁伸缩装置基本上处于不进行养护的状态,如不做经常性的检查维修,伸缩装置中的杂物尘土不能及时认真清除,使原设计的伸缩量得不到保证。桥梁超载的情况不能得到有效控制,特别是夜间缺乏管理、汽车不按规定行驶、超载车辆自行上桥等,不能不说这些是造成桥梁伸缩装置实用效果不好、耐久性差、整体破坏的重要原因。

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