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gpz桥梁盆式橡胶支座设计安装引起的事故

浏览:0发表时间:2019-04-10 09:16

gpz桥梁盆式橡胶支座


gpz桥梁盆式橡胶支座与板式橡胶支座相比,具有承载力大,橡胶层在钢盆内不易老化,使用寿命长等突出优点,因而在大跨度公路和铁路桥梁以及市政桥梁中得以广泛应用。但在实际桥梁中发现如果应用不当,也经常会出现病客和质量事故。本文通过实际工程中的gpz桥梁盆式橡胶支座病害和亊故案例分析,提出了相应的防治措施。

 

 

gpz桥梁盆式橡胶支座在我国公路与铁路桥梁上应用已有近30年历史,最早应用于上世纪70年代京包和京唐铁路的铁路大桥;上世纪90年代,京九铁路推广应用了抗震盆式支座;1998年,在南京长江二桥的北汉桥5跨连续箱梁上应用的大吨位盆式橡胶支座,最大设计承载力达到6500吨,是当时国内设计承载力最大的盆式橡胶支座。由于盆式橡胶支座具有承载力大,其橡胶层在钢盆内不易老化维护保养简单,使用寿命长,特别适用于大跨度桥梁等突出优点,近十多年来,在全国高速公路桥梁、铁路桥梁和城市市政桥梁中得以大量推广应用。在长江、黄河、珠江、黄浦江等建成的跨江特大桥上使用的几乎都是盆式橡胶支座。为了规范使用,在上世纪90年代初和90年代末,铁道部和交通部相继出台了gpz桥梁盆式橡胶支座产品标准,这对盆式支座的推广应用起了有力的促进作用。

 

然而随着盆式橡胶支座的大量推广应用也相继出现了不少盆式橡胶支座安装质量事故和产品质量事故。通过事故案例分析其事故原因有盆式橡胶支座设计布置和选用不当、施工安装技术不到位和产品质量存在缺陷等。

 

gpz桥梁盆式橡胶支座


2002年青岛某市政桥梁在建设中发现箱梁安装后盆式支座的钢盆竖向开裂。钢盆开裂事故并不是个别现象桥梁养护检查发现在已通车的桥梁中也不少。

 

 案例分析:

1.钢盆铸造质量低劣,盆壁内部有缺陷;使用材料不当,本应用铸钢,而有的厂家采用铸铁,铸铁容易开裂;

2.支座垫石不平整和梁底支承接触面不平整,导致受力不均匀,局部应力集中,而使钢盆竖向开裂

 

gpz桥梁盆式橡胶支座


2004年某现浇七跨50m预应力碇连续箱梁,采用移动支架施工,第一联跨落梁时,箱梁在活动盆式支座上出现滑移,1小时后最大横向滑移量达46 cm导致严重事故

 

案例分析

 

(1)设计原因

1.支座布置不合理七跨50m现浇预应力砼连续箱梁桥的两端设计有伸缩缝紧靠伸缩缝位置的第一联跨布置的4个支座都是多向活动支座是不合理的。由于采用移动支架施工时其施工顺序是从伸缩缝处的第一联跨开始依次向跨中推进施工当第一联跨箱梁落梁时落在4个多向活动支座上由于未设临时支座等于一根简支梁落在4个球上面使箱梁成悬浮状态。此时支座已不以承受竖向力控制而是由支座接触面水平摩擦力来控制。由于活动支座的摩擦系数很小实测为000550m跨箱梁的理论自重为1600t平均每个支座反力为400t。而每个支座的摩擦力为400×0.005=2(t)4个支座合起来为8t。如果落架时高程有先后就有可能产生水平推力促使梁体在支座上发生滑移。

 

2. 设计选用的盆式支座的设计转角小于实际桥梁对支座产生的转角很多这也是梁体滑移的重要原因。gpz()型桥梁盆式橡胶支座的设计转角为002rad由于该桥梁的设计纵向坡度为3%横面坡度为2%由纵坡和横坡所造成的支座转角已达到32+002=006ad)再加上箱梁落架后的自重产生的转角4个多向活动支座上实际产生的转角有可能达到004rad已超过支座设计转角的2这对支座是很不利的。因为支座的设计转角002rad主要是考虑梁体恒载和活载作用下的转角并未考虑梁体设置纵、横坡所产生的永久转角0036rad。由于转角过大安装支座时未加楔块调整这是导致梁体在支座上发生滑移的第二个因素。安装布置活动支座就是要求梁体在正常使用时能自由滑动不滑动就不正常了。由于上述两个因素所以落梁后就开始滑动1个小时横向滑移量为46cm将支座内的橡胶体大部分挤出。

 

 

(2)施工原因

由设计图可知第一联跨箱梁下面布置的是4个多向活动支座制定施工方案时未考虑落梁时活动支座会产生滑移的防滑措施未加设临时支座施工方案考虑不周。另外落梁时不同步有高程先后反应在梁体向纵坡上方向滑移充分说明梁体上坡方向先落下坡方向后落造成高差使梁体产生向上坡方向的水平推力导致梁体向上坡方向滑移。

 

案例分析:对大跨度变截面箱梁采用挂篮悬挑施工,在施工阶段箱梁为悬臂受力状态与合拢后 体系转换为成桥,受力状态是完全不同的。施工阶段支座受力很小,成桥后桥梁的自重完全由支座承担所以在箱梁合拢后体系转换阶段必须将支座的安装连接板全部拆除解除约束使支座按设计受力状态发挥支座功能。该工程未将连接板拆除活动支座发挥滑移功能时受到约束在成桥后的自重作用下将连接板的连接螺栓和连接板推断活动支座的上滑板在约束力作用下被压弯使支座的作用功能丧失。

 

gpz桥梁盆式橡胶支座


2005年某特大型桥梁在交工验收检査时发现南北引桥的盆式支座安装连接板大部分未拆除。盆式支座类似安装病害是普遍现象,许多桥梁在通车后,正常养护检査时才发现多数盆式支座的安装连接板未拆除,支座上压板被压弯,连接板被拉弯或拉断。

 

案例分析盆式支座出现上述病害是由于安装连接板未拆除导致成桥后支座不能自由滑动。

 

案例五

盆式支座的橡胶体安装在钢盆内一般检测时不检测内部橡胶层只是检测钢盆的竖向和径向变形以及活动支座的滑板水平摩擦系数。养护检查时发现不少桥梁的盆式支座由于橡胶体的竖向压缩变形大支座的上压板完全作用在钢盆壁上而失去橡胶支座的功能和作用对梁体受力十分不利。所以近几年发现梁体普遍出现裂缝病害与支座病害也有密切关系。

案例分析出现上述情况主要是橡胶配料存在不当或掺加再生胶导致胶料压缩变形过大。

gpz桥梁盆式橡胶支座

 

3事故和病害防治措施

 

3.1质量检测

对于gpz桥梁盆式橡胶支座的产品质量应严格按铁道部和交通部相应产品标准和规范加强质量检测不仅检测钢盆的质量缺陷中间橡胶层也要检测检测不合格者不准使用。杜绝支座带病使用。

 

3.2支座设计布置

多跨连续箱梁的支座设计布置要保证梁体受力合理。案例2的支座布置图是不合理的。对连续梁靠分隔带的一侧应该全部布置单向活动支座靠护栏一侧的支座应全部布置多向活动支座中间跨桥墩布置固定盆式支座设计选用盆式支座时对有纵坡和横坡及纵向坡度3%的桥梁是要提供桥梁的设计支座转角供厂家生产时参考。

 

3.3支座安装

对多跨连续箱梁采用移动支架施工时第一联跨箱梁安装支座时在支座的两侧应设置临时支座保证落梁时防止意外滑动事故等到第二联跨箱梁落梁并张拉预应力后第一联跨的临时支座和支座连接板方可拆除。当多跨连续箱梁施工结束后一定要检査将所有支座安装连接板全部拆除。保证支座按设计要求发挥作用功能。

 

34支座连接板应及时解除

对多跨预应力变截面连续箱梁采用挂篮悬挑法施工时施工阶段箱梁为悬臂受力状态支座受力很小当箱梁合拢后体系转换为成桥受力状态时梁体自重全部作用在支座上。所以体系转换阶段前应将盆式支座的安装连接板全部拆除、解除约束使支座按设计受力状态正常发挥作用功能。否则将会产生案例3的工程质量事故。

 

3.5清除垃圾及废弃砼

支座垫石要保证平整模板和废弃砼要随即清除干净防止积水导致钢盆锈蚀影响支座使用功能。


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