橋梁盆式橡膠支座的典型事故安全分_圖文

1、橋梁盆式橡膠支座的典型事故案例分析與防治對策摘要:盆式橡 膠支座 與板 式橡膠 支 座相比 ,具有 承載力 大,橡膠層 在鋼盆內(nèi) 不易老 化,使用壽 命長等 突 出優(yōu)點 ,而在大 跨度公 路和鐵 路橋梁 以及 市政橋 梁 中得以 廣泛應(yīng)用。但 在實際橋梁 中發(fā)現(xiàn)應(yīng) 用不當(dāng) ,也經(jīng)常會 出現(xiàn)病 害 和質(zhì)量 事故。本 文 通 過實 際 工 程 中 的 盆式 支 座 病 害 和 事 故案 例 分析 , 提出了 相 應(yīng)的防 治 措施。關(guān) 鍵 詞:盆 式 橡 膠 支 座、 支 座 安 裝 連 接 板、 支 座 布 置、支座 轉(zhuǎn)角、 鋼 盆開裂、 梁 體滑 移 、病害 和 事故 案 例 、 防治 措 施

2、。1、應(yīng)用概述:盆式橡膠支座在我國公路與鐵路橋梁上應(yīng)用已有近 30年歷史,最早在上世紀(jì) 70年代京包和京唐 鐵路的鐵路大橋上應(yīng)用; 90年代在京九鐵路上推廣應(yīng)用抗震盆式支座; 1998年在南京長江二橋的北汊 橋 5跨連續(xù)箱梁 (90m+3×165m+90m上應(yīng)用大噸位盆式支座,最大設(shè)計承載力達(dá)到 6500噸,是當(dāng)時國 內(nèi)設(shè)計承載力最大的盆式支座。二橋主線橋上全部采用盆式支座。由于盆式支座具有承載力大,其橡 膠層在鋼盆內(nèi)不易老化,維護(hù)保養(yǎng)簡單,使用壽命長,特別適用于大跨度橋梁等突出優(yōu)點,所以近十 多年來,在全國高速公路上的橋梁、鐵路橋梁和城市市政橋梁中得以大量推廣應(yīng)用。在長江、黃河、

3、珠江、 黃浦江等所建成的跨江特大橋上使用的幾乎都是盆式支座。 為了規(guī)范使用, 上世紀(jì) 90年代初和 90年代末,鐵道部和交通部相繼出臺了“盆式橡膠支座產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)” , 2009年交通部修訂出臺了新標(biāo)準(zhǔn) 公路橋梁用盆式支座 JT/T391-2009, 2006年國家質(zhì)量監(jiān)督總局聯(lián)合建設(shè)部、 鐵道部、 交通部出臺 了國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)橋梁隔震橡膠支座 、 建筑用隔震橡膠支座和普通橡膠支座 GB20688-2006, 這對盆式支座的推廣和規(guī)范應(yīng)用起了有力的促進(jìn)作用。然而隨著盆式支座的大量推廣應(yīng)用,近幾年也相繼出現(xiàn)了不少盆式支座安裝質(zhì)量事故和產(chǎn)品質(zhì)量 事故。通過事故案例分析,其事故原因有支座設(shè)計布置和選用不當(dāng)

4、、施工安裝技術(shù)不到位和產(chǎn)品質(zhì)量 存在缺陷等多種因素所致,這些事故案例已引起專家們的密切關(guān)注。2、典型事故案例與分析2.1案例一 、 2002年青島某市政橋梁, 在建設(shè)中發(fā)現(xiàn)箱梁安裝后盆式支座的鋼盆豎向開裂, 圖 1所示。出現(xiàn)鋼盆開裂事故并不是個別現(xiàn)象,橋梁養(yǎng)護(hù)檢查中發(fā)現(xiàn)已通車的橋梁中也不少。 案例分析:2.1.1鋼盆鑄造質(zhì)量低劣,盆壁內(nèi)部有缺陷;使用材料不當(dāng),應(yīng)該是鑄鋼,而有的廠家采用的是圖 1 盆 式 支座鋼盆 豎向開 裂鑄鐵,鑄鐵容易開裂;2.1.2支座墊石不平整和梁底支承接觸面不平整,導(dǎo)致受力不均勻,局部應(yīng)力集中,而使鋼盆豎 向開裂。2.2案例二、 2004年某現(xiàn)澆七跨 50m 預(yù)應(yīng)力砼

5、連續(xù)箱梁,采用移動支架施工,第一聯(lián)跨落梁時, 箱梁在活動盆式支座上出現(xiàn)滑移, 1小時后最大橫向滑移量達(dá) 46cm ,導(dǎo)致嚴(yán)重事故,見圖 2所示。 案例分析:2.2.1設(shè)計原因: 坡和橫坡所造成的支座轉(zhuǎn)角已達(dá)到 rad 036. 002. 003. 022=+, 再加上箱梁落架后的自重產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)角, 4個多向活動支座上實際產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角有可能達(dá)到 0.04rad , 已超過支座設(shè)計轉(zhuǎn)角的 2倍, 這對支 座是很不利的。因為支座的設(shè)計轉(zhuǎn)角 0.02rad ,主要是考慮梁體恒載和活載作用下的轉(zhuǎn)角,并未考慮圖 2 箱梁在盆 式 支座上 滑 移 (第 一聯(lián) 跨 梁體設(shè)置縱、 橫坡所產(chǎn)生的永久轉(zhuǎn)角 0.036

6、rad 。 所以梁體在支座上發(fā)生滑移是必然的。 安裝布置活動 支座就是要求梁體在正常使用時能自由滑動,不滑動就不正常了。但是落梁后就開始滑動, 1個小時 橫向滑移量為 46cm ,將支座內(nèi)的橡膠體大部分?jǐn)D出,這是不正常的,是嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。 2.2.2、 施工原因:由設(shè)計圖可知第一聯(lián)跨箱梁下面布置的是 4個多向活動支座, 制定施工方案時 未考慮落梁時活動支座會產(chǎn)生滑移的防滑措施,太大意了,施工方案考慮不周。另外落梁時不同步, 有高程先后,反應(yīng)在梁體向縱坡上方向滑移,充分說明梁體上坡方向先落,下坡方向后落,造成高差 使梁體產(chǎn)生向上坡方向的水平推力,導(dǎo)致梁體向上坡方向滑移。出現(xiàn)滑移事故,不僅誤

7、了工期,而且 系轉(zhuǎn)換為成橋, 受力狀態(tài)是完全不同的。 施工階段支座受力很小, 成橋后橋梁的自重完全由支座承擔(dān), 所以在箱梁合攏后體系轉(zhuǎn)換階段必須將支座的安裝連接板全部拆除,解除約束,使支座按設(shè)計受力狀 態(tài)發(fā)揮支座功能。該工程未將連接板拆除,活動支座發(fā)揮滑移功能時受到約束,在成橋后的自重作用 下將連接板的連接螺栓和連接板推斷, 活動支座的上滑板在約束力作用下被 壓彎, 使支座的作用功能 喪失。這是施工過程中的嚴(yán)重失誤,也可能是施工人員根本不懂支座安裝技術(shù)所致。2.4案例四、 2005年某特大型橋梁在交工驗收檢查時發(fā)現(xiàn)南北引橋的盆式支座安裝連接板大部分 未拆除,見圖 6所示。盆式支座類似安裝病害是

8、普遍現(xiàn)象,許多橋梁在通車后,正常養(yǎng)護(hù)檢查時才發(fā) 現(xiàn)多數(shù)盆式支座的安裝連接板未拆除,支座上壓板被壓彎,連接板被拉彎或拉斷。導(dǎo)致活動支座不能 自由滑動。另外還發(fā)現(xiàn)許多支座墊石的模板未拆除,廢棄砼未清除,導(dǎo)致積水,鋼盆嚴(yán)重銹蝕。 圖 6盆 式支座 連接板未 拆 除案例分析:盆式支座出現(xiàn)這些安裝病害,只能說明施工人員專業(yè)知識太差,不懂支座安裝技術(shù), 另外監(jiān)理不力,工程驗收不到位。2.5案例五 江陰市境內(nèi)某 4聯(lián)跨匝道彎橋, 縱向坡度 7%, 2007年 10月被一輛滿載 60噸鋼板的 載重卡車爬坡時翻車事故砸壞,導(dǎo)致彎橋兩端支座移位,箱梁橋面和防撞護(hù)欄嚴(yán)重受損。在事故后的 糾偏加固中,發(fā)現(xiàn)跨中橋墩上的

9、固定盆式支座存在嚴(yán)重的安裝缺陷,圖 6所示。案例分析:對于多聯(lián)跨縱向坡度大于 5%以上匝道彎橋, 中間橋墩上固定盆式橡膠支座的安裝, 如 何解決大坡度的影響?從設(shè)計和施工兩方面均未考慮縱坡的影響,設(shè)計圖上未標(biāo)注安裝圖,導(dǎo)致施工 單位胡亂安裝,造成圖 6所示的殘狀,使支座失去使用功能。從圖 6中可看出,由于縱坡的影響,支 座上壓板呈傾斜狀,已將鋼盆盆壁壓屈。 圖 6 支座安裝缺陷2.6 案例六 某長江大橋懸索橋兩端特大滑動支座,通車多年,支座滑板磨損嚴(yán)重,而影響滑動 功能,而不得不更換滑板。案例分析:支座滑板一般都采用四氟乙烯材料加工而成,摩阻系數(shù)很小,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 3%, 實測一般在 0.5%

10、,但有規(guī)定條件,維護(hù)時一定要涂硅脂。2.7案例七、 盆式支座的橡膠體安裝在鋼盆內(nèi),一般檢測時,不檢測內(nèi)部橡膠層,只是檢測鋼盆 的豎向和徑向變形以及活動支座的滑板水平摩擦系數(shù)。養(yǎng)護(hù)檢查時發(fā)現(xiàn),不少橋梁的盆式支座由于橡 膠體的豎向壓縮變形大,支座的上壓板完全作用在鋼盆壁上,而失去橡膠支座的功能和作用,對梁體 蝕,影響支座使用功能。3.6 對于跨江河的特大型斜拉橋和懸索橋兩端大位移滑動支座,要求經(jīng)常維護(hù)在滑板上加涂硅 脂,一般每個月一次,保證支座自由滑動,否則會磨損。參考文獻(xiàn) 1、莊軍生編著橋梁支座第二版 北京 鐵通出版社 2000.4 2、范立礎(chǔ)、袁萬城 橡膠支座減隔震性能研究 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報 1989.4 3、交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 公路橋梁盆式橡膠支座JT391-2009 人民交通出版社 2009 4、胡選儒、歐陽先凱等大噸位橋梁盆式橡膠支座的受力分析、加工質(zhì)量控制與工程應(yīng)用 中國路橋集團(tuán)新津筑路機(jī)械廠 1999 年全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集 人民交通出版社 1999 5