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桥梁隔震橡胶支座的质量控制与检测

桥梁隔震橡胶支座的质量控制与检测
2022.08.05
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作者:中钢国检
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作用无可替代

桥梁作为交通网络的重要组成部分,将原本无法顺利连接的各区域连接为一个整体,在社会经济发展建设中发挥着举足轻重的作用。桥梁具备相应的抗震能力不仅能够有效保护自身的结构安全,更能够在一定程度上保证地震发生后交通的通畅,给抗震救灾提供生命通道。

 

隔震支座1

 

传统的桥梁结构采用加大截面和配筋来增大结构构件的抗震能力,是以损伤结构本身构件为代价,而通过在梁体与墩、台连接处设置桥梁隔震橡胶支座等装置,把上部结构的各种荷载传递到墩台上,并能够适应活载、温度变化、混凝土收缩与徐变等因素所产生的变位(位移和转角),使上下部结构的实际受力情况符合设计要求的同时,能够减少桥梁结构对地震的反应,从而有效延长桥梁结构的自振周期,以避免或减轻桥梁结构在地震当中的破坏。

 

隔震支座桥梁

 

质量检测要点

桥梁隔震橡胶支座是一种弹性支撑类隔震装置,由薄钢板和薄橡胶层交替叠合,并经高温、高压硫化而成,包括天然橡胶支座、铅芯橡胶支座以及高阻尼橡胶支座等。由于支座所用钢板和橡胶材料的质量对支座的综合性能有直接的影响,所以对钢板和橡胶材料的检测成为了成品支座质量把控的重要一环,需要加强对钢板强度和橡胶材料的硬度、老化性能、抗臭氧性能等方面的检测。

 

无论是在正常使用中还是在地震作用下,隔震支座必须能够承担桥梁上部结构的全部重量,因此需保证其具有足够的竖向刚度,不能发生明显的竖向变形。在进行竖向压缩刚度的检测时,应注意压应力允许偏差需符合相关规范要求,且最终结果的计算采用第3次循环时的数据,竖向压缩位移的取值为传感器测量值的平均值。

 

隔震支座2

 

由于桥梁结构的水平位移与其自振周期直接相关,所以其水平变形能力越大越好,水平极限位移越大就越容易满足罕见强震下对隔震装置的位移要求,因此隔震支座的水平抗侧刚度应足够小。为了保证位移的适度,还应利用阻尼器或耗能装置,来控制由于周期延长而导致的过大的墩、梁相对位移。

 

桥梁隔震橡胶支座应用于路桥工程中,一定要充分考虑其耐久性能,使支座寿命与路桥工程的使用年限相一致,防止出现桥梁使用年限还未到期而隔震橡胶支座已经失效的情况。对于耐久性能的检测,主要从老化性能、徐变性能及疲劳性能三个方面进行,但检测过程中并不是一定要采用足尺支座,在保证符合相关要求的前提下,也可以采用缩尺模型进行试验。在进行疲劳性能测试时,试件的指定剪切位移可以为零,但反复加载次数需满足标准规范的要求。

 

2000t动剪试验机

 

全面把控

在隔震橡胶支座检测中,还有很多细节问题需要注意,如支座的压缩性能、剪切性能等很多技术指标对于试验环境温度有具体要求,如果试验时非标准环境温度,则应对试验结果进行温度修正,否则所得到的检测数据将出现偏差。

 

无论是所用原材料,还是对于支座成品,质量检测并不是目的,隔震支座的质量控制是为了更好地使其满足使用需求,做好检测的同时,也应注意施工和存放过程中的质量控制,特别是贮存中不应与酸、碱、油料、有机溶剂等影响支座质量的物资相接触。

 

桥梁隔震橡胶支座选择时需要遵循一定的原则,应考虑经济成本、设计荷载、地理环境等多方面因素,且应优先选用天然橡胶支座。另外,为了保证隔震橡胶支座能够充分发挥其自身性能优势,也应综合考虑上部与下部结构的布置、受力工况、上部转换梁、上部结构柱网等多个方面。

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