1、橡胶支座的使用现状

20世纪50年代，国外在桥梁上开始使用橡胶支座，橡胶支座与金属或混凝土支座相比，具有结构简单、加工制作容易、造价低、建筑高度小、安装方便，并有减震、隔振、变形量大等一系列优点，在桥梁工程中开始广泛应用。我国自上世纪60年代首次使用板式橡胶支座以来，在20世纪70年代末相继研制成四氟板式橡胶支座和盆式橡胶支座，在20世纪80年代末研制成球冠支座。

根据对各类板式橡胶支座进行的系统力学、耐久性实验研究成果，交通部制定了相关标准，最新颁布的是《公路桥梁板式橡胶支座》 （JT/T4-2004），为板式橡胶支座在公路桥梁的广泛使用提供了可靠技术支持，板式橡胶支座几乎成为中小跨径公路桥梁的惟一支座型式。但检查发现病害也相当普遍，如支座承压不均、开裂、外鼓、压溃、变形过大、脱空等。

2000年京珠高速公路广东段部分桥梁，大梁吊装就位时，多数橡胶支座就出现开裂，不得不更换。2001年107国道广东省清远县新北河大桥仅使用3年多，大部分橡胶支座即损坏，不得不全部更换。京沪高速公路江苏宿迁段新沂河大桥1999年初施工安装支座，2000年上半年通车，2001年12月发现桥面在支座处下陷，检查发现橡胶支座的破坏是该病害的直接原因，通过对该桥全面检查，发现全桥3/4的支座损坏，该桥支座仅用1年半的时间。支座的病害直接影响桥梁运营安全，已引起管养部门的重视。

2、板式橡胶支座的使用寿命

板式橡胶支座在贮存和使用中会受日照、氧、臭氧、射线、生物和机械等各种因素的影响，老化、损坏是橡胶支座在这些因素的综合作用下不可避免的物理－化学过程，这一过程会导致板式橡胶支座性能的劣化，最终丧失使用功能。

根据国内外对橡胶老化问题的研究成果，在板式橡胶支座铺设之初，有关部门将使用寿命暂定为15-20年。1980年前后，上海橡胶制品研究所曾对公路桥使用17年、铁路桥使用10年及室内存放17年的板式橡胶支座进行机械性能测试和研究，并初步得出以下结论：板式橡胶支座表层老化速度大于内层，根据我国橡胶支座生产技术水平，推算在正常使用情况下可以使用50年。

上世纪90年代中期，铁道科学院对京包铁路上使用了16年、19年和22年的天然橡胶板式支座（更换下来的）做了力学性能和解剖检验，其支座抗压和抗剪弹性模量分别增加约20％，支座表面老化深度约5mm，但支座仍能正常使用，推算支座使用寿命可达80-100年。美国专家研究认为氯丁橡胶支座至少能使用50年以上，英国权威Lindley则认为天然橡胶支座寿命在100年以上，但未见到充分的实验数据。1987年，日本对使用了17年的氯丁橡胶板式支座进行了机械性能试验，结果表明，支座橡胶的拉伸强度下降了15％，伸长率下降了17％。然后根据这种支座同一配方的试件采用热空气加速老化的方法作对比试验，推算其寿命为85年。因此可以判定正常使用条件下，板式橡胶支座寿命至少可达50年。 影响橡胶支座使用寿命的原因很多，除了橡胶支座本身的产品质量和老化以外，支座布置、型号选用、安装精度、使用阶段的检查和维护等都是影响橡胶支座使用寿命的重要因素。为了对桥梁的橡胶支座使用情况进行评定，1997年铁道部专门制定了《铁路桥隧建筑物劣化评定标准支座》 （TB/2820.3-1997），作为评定和更换支座的依据，但公路桥梁还没有相应的规定。

3、板式橡胶支座的病害

（１）设计选型不合理

支座承载力不足将出现压溃，支座厚度不足将导致支座产生永久变形、开裂等。设计时应根据桥梁结构型式、承载力、跨径等合理选择支座型号，满足梁体转动、纵横向位移要求。

（２）施工质量差

施工控制不严，支座安装位置不准确，如支承垫石或梁底面不水平，引起支座偏压；预制板的4个支座没有调平，个别支座脱空；梁（板）安装就位时与设计安装温度差别较大，导致剪切变形大于设计值；梁（板）端建筑垃圾清除不彻底，限制梁（板）正常伸缩，致使支座向一个方向偏移过大等。

（３）养护管理不善

养护部门疏于养护，四氟板滑动面夹杂灰尘、异物，增大了梁（板）与支座的摩擦力；伸缩缝或桥面连续缝损坏，漏水、漏油，侵蚀支座橡胶，加速橡胶老化；桥面系养护维修时垃圾沿伸缩缝进入梁（板）端间隙，限制梁（板）正常伸缩；梁（板）铰缝（或现浇连接段）开裂，变为单梁（板）受力，支座承受荷载增加，导致支座压溃等。

（４）桥梁橡胶支座的老化

橡胶支座在正常使用过程中，受荷载、环境因素的综合作用，引起橡胶的组成、结构的变化，出现老化龟裂现象，逐步失去原有的优良性能，甚至丧失使用功能。橡胶老化是不可逆转的过程，实质是橡胶支座的失效过程。研究表明，橡胶支座在使用初期老化速度快，随着时间的增加，老化速度减缓，并趋于平稳。另外，橡胶材料的老化与橡胶品种有关：氯丁胶的耐老化性能较好，耐低温性能差；天然橡胶耐低温性能好，而耐老化性能差；三元乙丙胶材料，其耐老化、耐低温性能都比较好，但与钢板的粘结性能较差。随着对橡胶支座劣化程度调查研究的深入，橡胶支座的耐久性已被人们所认识。

（５）橡胶支座产品质量差

橡胶支座本身的质量是影响其使用寿命的基本因素，调查发现定点厂生产的产品质量比较稳定，而有些厂生产的产品，由于初始变形过大，安装初期即发现裂纹；用再生胶制造的支座，大部分出现严重病害，使用几年就须更换。此外，大多数支座内钢板的位置不够准确，造成橡胶保护层偏小，裂纹比较严重，引起钢板锈蚀和脱胶。如何在制造工艺上保证钢板位置的准确和一定的保护层厚度是非常关键的问题。因为橡胶的老化，是从表面开始向内发展，是由快向慢过渡的，保证保护层的厚度，对延长支座的使用寿命是非常有效的措施。

 

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