2019公路水運檢測師橋梁隧道工程知識點

一、橋梁支座

橋梁支座設置在梁板式體系中主粱與墩臺之間，其主要功能是將上部結構的各種荷載傳遞給墩臺，并能適應上部結構的荷載、溫度變化、混凝土收縮等各種因素所產生的變形(水平位移及轉角)，使上部結構的實際受力情況符合設計計算圖式。

橋梁支座按其材料可劃分為小橋涵上使用的簡易墊層支座、大中橋上使用的鋼板支座、鋼筋混凝土支座、鑄鋼或不銹鋼支座以及目前使用極為廣泛的橡膠支座等。

橋梁橡膠支座構造簡單，成本低，目前已實現了產品的標準化、系列化，也是我國橋梁支座的發(fā)展方向。這里主要介紹橋梁板式橡膠支座的檢驗方法。

1.板式橋梁橡膠支座構造特性

板式橋梁橡膠支座通常由若干層橡膠片與以薄鋼板為剛性加勁物組合而成，各層橡膠與上下鋼板經加壓硫化牢固的粘接成為一體。支座在豎向荷載作用下，具有足夠的剛度，主要是由于嵌入橡膠片之間的鋼板限制橡膠的側向膨脹。在水平力作用下，支座的水平位移量取絕于橡膠片的凈厚度。在運營期間為防止嵌入鋼板的銹蝕，支座的上下面及四邊都有橡膠保護層。

2.板式橋梁橡膠支座的技術要求

交通部行業(yè)標準(JT/T 4～3)規(guī)定了橋梁板式橡膠支座標準系列規(guī)格，其設計參數、支座成品力學性能指標及質量要求應符合規(guī)定要求。標準系列規(guī)格以外型式的支座應根據試驗結果自行確定設計參數。

3.板式橋梁橡膠支座檢驗方法

橋梁橡膠支座檢驗有型式檢驗、出廠檢驗和使用前抽檢三種質量控制環(huán)節(jié)。型式檢驗是指廠家在投產、膠料配方改變、工藝和結構型式改變及正常生產中質檢部門或監(jiān)督機構定期檢測。出廠檢驗必須由廠家質量管理部門進行檢驗，確認合格后才可出廠，供貨時必須附有產品質量合格證明文件及合格證。而橋涵工程使用前抽檢是指針對具體支座的設計要求，以行業(yè)標準為依據，進行的常規(guī)性檢驗。通常應在支座進人工地后抽取一定比例送檢，主要檢驗項目有支座成品力學性能檢驗、支座成品解剖檢驗和外觀、幾何尺寸檢驗等。

(1)抗壓彈性模量檢驗

試驗方法為通過中心受壓試驗，得出橡膠支座的應力應變曲線，并據此求出支座的抗壓彈性模量，實測出使用應力下支座的最大壓縮量井觀察支座在受壓情況下的工作狀態(tài)。

大量的試驗研究表明，橡膠支座在受壓荷載作用下，在壓應力不大時，支座的應力應變是非線性關系，即σ-ε關系開始有一曲線段;其后隨著荷載的逐步加，壓縮變形幾乎成比例增加，則σ-ε曲線呈線性關系，卸載后變形基本上可完全恢復原位。橡膠支座抗壓彈性模量 就是根據上述曲線中的直線段確定的。其試驗步驟為：

①將橡膠支座成品直接置于試驗加荷裝置承壓板上，對準中心，加荷至壓力應為1.oMPa，在承載板的四角對稱安裝四只位移計。

②進行預壓。將壓應力緩緩增至[σ]，持荷5min，然后卸至應力為1.oMPa。記錄百分表初始值，預壓三次。

③正式加載。每一加載循環(huán)自σ1=σ-ε1.0MPa開始，每級壓應力為σ-ε1.0MPa，持荷3min,讀取百分表讀數，至[σ]為止，然后卸載至壓應力為1.0Mpa。 l0min后進行下一加載循環(huán)。加載過程連續(xù)進行三次。

以承載四角所測得的變位平均值作為各級荷載下試樣的累計壓縮變形Δc，按試樣橡膠層的總厚度δi求出在各級試驗荷載作用下試樣的累計壓縮應變εi。

每一塊試樣的抗壓彈性模量E為三次加載過程所得的三個結果的算術平均值。但單項結果和算術平均值之間的偏差不應大于算術平均值的10%，否則該試樣應重新試驗一次。

橡膠支座在一定的壓力作用下，其豎向變形主要由兩個因素決定。一是支座中間橡膠片與加勁鋼板接觸面的狀態(tài)，即橡膠與鋼板粘接質量，如果粘按牢固，橡膠的側向膨脹受到鋼板 的約束減少了支座的豎向變形，反之則增大豎向變形。同批支座中，個別支座受壓后變形量比同類支座相比差異較大，說明在支座加工時，膠片與鋼板的粘接處存在缺陷，達不到極限抗壓強度時會有劇響。第二個起決定作用的因素是支座受壓面積與其自由膨脹側面積之比值，常稱之為形狀系數。

(2)極限抗壓強度檢驗

由于橋梁橡膠支座極限抗壓強度很大，因此部頒標準規(guī)定了70MPa(矩形支座)和75MPa(圓形支座)作為橡膠支座的極限抗壓強度，極限抗壓強度檢驗可在抗壓彈模試驗完成后按每分鐘1.0MPa的加荷速率加載至壓應力達到極限抗壓強度為止，并隨時觀察，支座完好無損，其指標為合格。

(3)抗剪彈性模量檢驗

由于梁體受溫度、收縮徐變以及車輛制動力等環(huán)境條件產生的水平位移將使支座產生剪切變形，而橡膠支座水平位移量的大小主要取決于橡膠片的凈厚度，也就是說，支座的剪切位移是靠膠層的變形產生的，我國交通部行業(yè)標準規(guī)定了橡膠支座的剪切模量檢驗辦法。

橡膠支座抗剪彈性模量試驗是以正壓力為容許壓應力，并在抗剪過程中保持不

變的情況下，采用2塊支座用中間鋼拉板推或拉組成雙剪裝置，橡膠支座的頂面或

底面必須以實橋設計(鋼筋混凝土梁、鋼 梁)圖紙一致，而且中間鋼拉板的對稱軸應和加壓設備中軸處在同一垂直面上，剪切 變形量的量測一般采用2個大標距的位移傳感器或百分表，正壓力和剪切力一般采用力傳感器進行量測控制。正式試驗前應進行預載，以控制安裝偏差和消除初應力，正式加載時，施加水平力至剪應力τ=0.1MPa后持荷5min，然后卸載至剪應力為0.1MPa后記錄位移計初始值。

正式加載：每一加載值循環(huán)自τ=0.1MPa開始，每級剪應力增力0.1MPa，持荷1min,讀取位移計讀數，至τ=1.0MPa為止，然后卸載剪應力為0.1MPa。10min后進行下一循環(huán)。加載過程連續(xù)進行三次。

將各級水平荷載下位移計所測出的試樣累積為水平變形式Δs，按試樣橡膠層的總厚度δi求出在各級試驗荷載作用下試樣的累計剪切應變γi。

每兩個檢驗支座所組成試樣的綜合剪彈性模量G為這組試件三次加載所得到的三個結果的算術平均值。但各單項結果與算術平均值之間的偏差不應大于算術平均值的10%，否則該試樣應重新進行一次試驗。

(4)容許剪切角檢驗

(5)摩擦系數檢驗

摩擦系數試驗，除要求必須對四氟板與不銹鋼板進行檢驗外，對橡膠與混凝土、橡膠與鋼板間摩擦系數試驗可按需要或用戶要求進行檢驗。

將試樣按規(guī)定擺好，對準中心位置。

施加壓應力至[σ]，并在整個摩擦系數試驗過程中保持不變。

逐級均勻施加水平力，每級間隔30s增加水平剪應力為0.2MPa，至支座試樣與混凝土板、鋼板、不銹鋼板試樣接觸面間發(fā)生滑動時為止，記錄此時水平剪應力。試驗過程連續(xù)進行三次。

(6)允許轉角檢驗

在外荷載作用下，支座在發(fā)生豎向壓縮的同時，由于梁體的撓曲作用還產生轉動。支座轉動時，一側的橡膠被壓縮，而另一側則逐漸被抬起。隨著轉角的增大，支座各層間的橡膠將由壓力大的區(qū)域逐次向壓力小的地方“轉移”，但這種轉移因受上下鋼板的約束影響，只能進行到一定程度。如果豎向壓縮回彈變形值大于其總壓縮量，支座邊緣必將出現脫空現象。這是檢驗橡膠支座的厚度在梁體端部在可能出現最大轉角的作用下能否滿足設計要求的必要條件。

檢測時，在距支座中心600mm處，安裝使支座產生轉動的千斤頂和測力傳感器，并在假定梁體的四角安置位移傳感器或百分表。

首先進行預壓，將壓應力緩緩增至[σ]，維持5min然后卸載至力為1.oMPa。如此反復預壓三遍。

正式加載。施加壓力至[σ]，停5minn讀數。維持[σ]不變，用油壓千斤頂對中間工字梁施加一個向上的力P ，使其達到預期轉角的正切值(偏差不大于5%)，停5min后，讀取千斤頂力P及百分表的讀數。

(7)判定規(guī)則

試樣的抗壓彈性模量與規(guī)定值的偏差在±20%范圍之內時，則認為是滿足要求的。

試樣的抗剪彈性模量與規(guī)定值的偏差在±15%范圍之內，容許剪切角正切值符合 規(guī)定，則認為是滿足要求的。

在70MPa(矩形支座)或75MPa(圓形支座)的壓應力時，橡膠層未被擠壞，中間層鋼板未斷裂，四氟板與橡膠未發(fā)生剝離，則認為試樣的極限抗壓強度是滿足要求的。

試樣的摩擦系數符合規(guī)定時，則認為是滿足要求的。

試樣的容許轉角正切值，混凝土、鋼筋混凝土橋在1/3oo，鋼橋在1/5oo時，試樣邊緣最小變形值大于或等于零時，認為試樣容許轉角是滿足要求的。

三塊(或三組)試樣中，有兩塊(或兩組)不能滿足要求時，則認為該批產品不合格。若有一塊(或一組)試樣不能滿足要求時，則應重新抽取三塊(或三組)試樣進行試驗，若仍有一塊(或一組)不能滿足要求時，則也認為該批產品不合格。