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呼和浩特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,以及結合這些病害問題產生的原因,我們需要從設計、加工制造、施工等角度,探討這些病害的處治方法,筆者綜合相關的施工技術經驗,將其總結為以下三方面的措施:
1設計方面的措施
鐵路橋梁橡膠支座的設計,從新型支座設計、箱梁底部支座布置方式改進、支座使用應力降低幾個方面,減少支座使用時發(fā)生病害的概率。
(1)新型支座設計。鑒于支座存在串動和脫空的病害現(xiàn)象,在設計新型支座的時候,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構型式、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,并分析對端橫梁關鍵截面橫向應力的影響狀況,考慮哪一種方式對端橫梁受力最有利。
(3)支座使用應力的降低。在掌握橡膠材料力學性能的基礎上,選用具有較高抗壓強度、良好彈性、徐變變形小、適應溫度變化影響、耐老化性能優(yōu)越、良好粘結性能、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力,提高支座的耐久性能。
2加工制造方面的措施
目前國內生產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,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,根據橡膠物理性能,減輕過硫化的程度,使得支座內部和外部硫化均勻。
(3)提高加工精度。支座內部受力均勻保證,要求控制好支座的外形尺寸、外觀質量和內部橡膠層質量,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,而支座的外觀質量,則要求檢查是否存在氣泡、雜質、凹凸不平、側面裂紋、鋼板外露、掉塊、機械損傷等質量問題,其內橡膠層質量則關注橡膠層厚度、鋼板與橡膠粘結程度、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構和下部結構連接點,直接關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置在墩臺頂,方便支座的安裝、調整和更換,其中墊石內部要求布置鋼筋網,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,可用水泥砂漿調整墊石標高的差距。其次是根據設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、預留孔直徑、預留孔深度、預留孔位置、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,清除預留錨栓孔的雜物,并通過千斤頂調整梁體位置和標高,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、剪切變形和轉角等的驗算,根據按照以下支座加工制造的工藝流程,控制煉膠質量和改進硫化工藝,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。
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