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各類橋梁伸縮裝置破壞形式及原因分析一

發布人:小喬工程橡膠 發布時間:2016-04-06 09:25 已有次個人瀏覽并咨詢 打印

  1.對接式
  1)填塞對接型(u型鍍鋅鐵皮型等)
  (1)破壞形式
  夏季橋梁伸長,縫隙中填料擠出、上鼓,引起跳車;冬季拉開斷裂造成漏水等。
  (2)原因分析
  主要是結構上不合理。由于鍍鋅鐵皮或鋁片較薄,不能過多地承受主梁傳來的水平荷覆,容易出現斷裂現象。軟性充填材料多為瀝青砂、聚乙烯膠泥,易于老化脫落,造成漏水腐蝕伸縮裝置,并使失去伸縮作用。目前此類裝置基本不再繼續使用。
  2)嵌固對接型(橡膠條型)
  (1)破壞形式
  熱天鼓起,冬天脫落,錨固件破壞和兩側混凝土(路面)破碎等。
  (2)原因分析
  這是20世紀60年代產品,有單孔、三孔、四孔的膠條,在使用過程中膠條一直處于壓縮狀態,設計思想是合理的,但安裝時很難夾壓達到設計的理想狀態,不是緊就是松,過緊容易造成鼓起,過松易脫落。這種裝置構造較小,以往常是在混凝土鋪裝層中放置。主要錨固件,與梁體的預埋件連接薄弱,加之鋪裝混凝土較薄,后澆混凝土面層多缺乏振搗,密實度和強度都有一定的問題,造成兩側混凝土容易破損。所以,此類裝置破壞的主要原因可歸結為施工原因。
  2.橡膠式(板式及組合式橡膠型)
  1)破壞形式
  橡膠板剝離,預埋鋼板外露、脫落、斷裂,錨固螺栓剪斷脫孔飛出,兩側混凝土開裂破碎,出現坑槽等多種破壞現象,造成整體破壞等。
  2)原因分析
  板式橡膠伸縮裝置,規格種類繁多,20世紀90年代前國內橋梁上普遍采用,而出現的問題較多,破壞嚴重。究其原因是多方面的,綜合來看,有以下幾方面:
  (1)結構本身的原因(設計原因)
  此類伸縮裝置,其原理是利用上下凹槽之間的橡膠剪切變形來滿足梁體的伸縮,伸縮體內又埋有鋼板,跨越梁端間隙承受荷載,兩側有錨固鋼板,通過螺栓與梁端鏈接,并且一般采用每米分塊安裝,整體性較差。
  一般國外技術標準對伸縮裝置摩阻力的限制規定為不大于4kn/m,而國內產品的實際水平摩阻力遠大于此規定值,約為此規定值5倍還多。這樣對錨固系統要求極高,也給施工帶來困難,沒有特殊專用工具是很難保證達到設計要求,不能不說是出現早期局部破壞和整體破壞的主要原因。
  (2)產品質量不好
  這類伸縮裝置生產工藝條件要求比較苛刻,例如,橡膠材質性能、加勁鋼板的材質及合理布置、鋼板與橡膠粘結強度、生產時的溫度和濕度的控制等都要求非常嚴格,稍不注意就出現質量問題,往往容易出現整版斷裂、脫膠、膠層磨損、鋼板外露、錨固螺栓剪斷、橡膠板飛出等現象,其與橡膠伸縮裝置的本身質量、橫向寬度大、剛度差異大等都有直接關系。
  以陜西某某一級公路某大橋100型板式橡膠伸縮裝置破壞情況調查為例,原設計100型預埋鋼板之間的橡膠體厚度分別為41mm與31mm,而88塊100型的橡膠體測量結果,預埋鋼板之間的橡膠體厚度最薄的為23mm與14mm,一般平均為31.7mm與22.25mm。預埋鋼板之間橡膠體的減薄,使伸縮體的允許變形只有原設計允許變形的71.77%左右。另外體內預埋鋼板嚴重傾斜,最大的傾角為6。2l’,這是造成橡膠體變形不均勻的主要原因。還有部分鋼板外露,無橡膠保護層,且橡膠與鋼板黏貼不好,造成鋼板翹起,橡膠剝離的嚴重破壞。
  (3)施工原因
  對伸縮裝置施工工藝要求重視程度不夠,已破壞的伸縮裝置多數在施工時未能嚴格掌握工藝標準和安裝步驟造成的。例如,陜西某某一級公路某大橋伸縮裝置的安裝,按照常規,伸縮裝置的安裝溫度宜為年平均氣溫或相當氣溫?根據施工單位提供橋位處多年平均最低氣溫為一13~C左右,多年平均最高氣溫為39'12左右,故伸縮裝置安裝氣溫控制在13"C左右較為合適:但該橋伸縮裝置的安裝溫度比常規規定的低了將近10cc左右,最嚴重的則低了15℃,調查時實測氣溫為27~29~C,反映出當前梁體結構伸長變形已接近,或超過設計值(50mm)。也就是說在當時氣溫的情況,應該采取預拉開一定數值后安裝就位就不至于出現早期破壞。但由于此類伸縮裝置的水平摩阻力大,沒有特殊的專用工具未能做到這一施工工藝要求,加上因產品質量上存在一定的問題,使橡膠體伸縮量減少了29%的情況。
  再者,還有預埋鋼筋直徑過細(咖12)、鋼板較薄(6=511'1113),錨固件焊接質量不能保證,經不起高速重載車輛的沖擊、振動,很快開焊彈起。橡膠板底墊砂漿找平填高的做法不恰當,車輛行駛沖擊致使墊砂漿粉碎溜邊,使梁間隙相對加大,其下沒有托板,輕者橡膠板脫孔飛出,重者使橡膠板折斷破壞。二次混凝土澆筑不密實,達不到設計要求的強度,混凝土時常出現蜂富、空洞等,難以承受車輛荷載的強烈沖擊。伸縮裝置兩側混凝土和瀝青混凝土鋪裝層結合不好,碾壓不密實,形成兩張皮,容易產生開裂、脫落,形成坑槽,最終引起伸縮裝置的破壞。梁端鐾隙不符合設計要求,比如,根據大連市的調查,設計梁間縫隙寬40~50ram,而施工后的梁間篷隙寬度多為70~100mm,結果縫隙加大,橡膠板就出現了螺栓孔擴大飛出以及折斷破壞等魂象。
  (4)伸縮裝置的選型不合理
  任意擴大此類伸縮裝置的適用范圍(最大有超過400mm),伸縮裝置整體強度不足、螺栓變形、蓋帽穿透、全板松動是常見的現象,特別是在重車道上破壞尤為明顯:橋梁設計者在選型時,未考慮到計算、施工誤差等多種復雜因素的影響,硬碰硬地按伸縮量計算值選定型式規蘩和僅考慮產品價格等,沒有預留必需的富余量而適當選大一型號,更甚者,將型號偏小的選用.例如,某大橋如按該地區的多年最低平均氣溫與多年最高平均氣溫計算,它的伸縮量不應小于109mm,再加上考慮施工誤差因素的影響、安裝溫度的偏差以及二期恒載及活載引起梁長變化等因素,設計伸縮量應不小于140mm才是可靠的,但該橋選用伸縮量為100mm的板式耄膠伸縮裝置的型式,如此即使產品質量再好,施工安裝精度再高,也逃不掉其破壞的可能性。鼓合理選定型式是保證橋梁伸縮裝置有較好的使用效果和耐久性極為重要的環節。
  (5)管理養護的原因
  橋梁伸縮裝置的部件長期暴露在大氣空間,并且承受高速行駛車輛的反復沖擊作用,使用環境非常惡劣,管理養護工作就顯得相當重要。但目前多數橋梁伸縮裝置基本上處于不進行養護的狀態,如不做經常性的檢查維修,伸縮裝置中的雜物塵土不能及時認真清除,使原設計的伸縮量得不到保證。橋梁超載的情況不能得到有效控制,特別是夜間缺乏管理、汽車不按規定行駛、超載車輛自行上橋等,不能不說這些是造成橋梁伸縮裝置實用效果不好、耐久性差、整體破壞的重要原因。

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