天津市交通科学研究院 天津市 300300
摘要：支座是桥梁上部结构的重要组成部分，主要作用是将桥梁上部结构的反力和变形(位移和转角)可靠的传递给桥梁下部结构，板式橡胶支座由于明显的减振和隔振效果、较强的抗剪切变形能力、价格低廉、养护简单、易于更换等优点，在桥梁工程中得到广泛应用。本文通过对天津市某条高速公路板式橡胶支座的定期检查，统计出现的主要病害，对病害原因进行分析，并提出相应的处置建议，以对其它相似病害提供一定的参考。
关键词：高速公路桥梁 板式橡胶支座 病害分析 处置建议
1、项目背景
某高速公路于2003年正式通车，沿线共有主线桥梁73座，含有板梁桥、箱梁桥、T型梁桥、组合形式（板梁桥+箱梁桥）4种结构型式，其中板梁桥60座，箱梁桥4座，T梁桥1座，组合形式（板梁桥+箱梁桥）8座，支座均为板式橡胶支座。存在的病害主要是支座脱空（局部脱空、完全脱空），支座偏移、支座剪切变形、支座垫石开裂，支座掩埋及模板未拆等病害，出现各类病害的桥梁数量及比例见表1。
表1 板式橡胶支座各类病害桥梁数量及比例统计表
通过表1的数据可以发现，板式橡胶支座病害中脱空病害出现的频率最高，约有50%的桥梁存在此病害，其次是钢垫板锈蚀病害，约有14%~33%的桥梁存在此病害，再次是支座偏移病害，约有15%~19%的桥梁存在此病害；第四是支座掩埋及模板未拆病害，约有10%~15%的桥梁存在此病害，而支座剪切变形及支承垫石开裂出现的频率较低，在10%以内。
通过数据分析可知，本高速在桥梁的板式橡胶支座病害中最应该关注的是支座脱空（局部脱空、完全脱空）、钢垫板锈蚀及支座偏移三种病害。
2、板式橡胶支座的构造及工作原理
2.1 板式橡胶支座的构造
桥梁上常用板式橡胶支座多为钢板加劲橡胶支座，通常用若干层橡胶片(厚度分别为5、8、11、15、18mm)和薄钢板(厚度为2～5mm等)为刚性加劲物组合而成制作橡胶支座(加劲物也可用帆布、钢丝网或钢筋)，该类支座既可满足桥梁水平位移量的要求，又能承受较大的垂直荷载。工程上最常用的板式橡胶支座为圆板式橡胶支座和矩形板式橡胶支座，适用于跨度小于30m、位移量较小的桥梁，其中正交桥梁一般采用矩形支座；曲线桥、圆柱墩桥及斜交桥采用圆形支座。支座的基本构造如图1。
图1 板式橡胶支座构造示意图
2.2 板式橡胶支座的工作原理
⑴ 橡胶的弹性压缩来实现梁的竖向转动，虽然加劲板式橡胶支座在加劲钢板的作用下其竖向变形大大减小，但是在荷载作用下支座仍将产生一定的竖向变形。在非均匀荷载的作用下支座橡胶层将产生竖向变形差，这样板式橡胶支座就能适应梁体一定的转动变形。公路桥梁板式橡胶支座规格系列中要求支座允许转角正切值必须大于0.005，这主要是要求支座适应转动变形的能力必须满足梁体跨中容许挠度下引起的梁端转角变形；
⑵ 以橡胶块的剪切变形来保证梁的水平位移，橡胶层的厚度取决于水平位移量的大小，由于夹层钢板与橡胶紧密连接，加劲钢板在阻止橡胶层侧向膨胀的同时，对支座的抗剪刚度几乎没有什么影响，所以加劲板式橡胶支座具有与非加劲板式橡胶支座相当的适应平面内变形的能力。
3、板式橡胶支座病害的典型照片及原因分析
3.1 支座脱空病害典型照片及原因分析
支座脱空是指支座与梁底或墩顶支承垫石之间出现间隙，一般为局部脱空，如照片1所示，当脱空面积大于支座表面积的25%时必须处理，当脱空面积为支座表面积的100%，即支座完全不受压时称为支座完全脱空，如照片2所示。
照片1 支座局部脱空
照片2 支座完全脱空
原因分析：⑴ 支座局部脱空的可能原因为四种，第一种为支座后补钢垫板与支座尺寸不匹配造成支座脱空；第二种，如果现场出现支座横向脱空，主要原因为车辆荷载作用下的荷载重分布导致扭转变形，引起支座脱空；第三种，如果现场出现支座纵向脱空，主要原因可能为梁体反拱较大导致；第四种，安放支座处梁底面或支座垫石不平整。
⑵ 支座完全脱空的主要原因为施工时支座垫石高程与设计值有一定偏差。
3.2 支座钢垫板锈蚀典型照片及原因分析
钢垫板锈蚀在本高速中主要出现在伸缩缝处，表现为支座上方补设的钢垫板锈蚀，典型病害见照片3。
照片4 支座偏移
原因分析：根据现场的病害情况，钢垫板锈蚀主要出现在伸缩缝处，主要是由于钢垫板防锈措施较差，伸缩缝处止水带开裂后雨水下渗，造成钢垫板锈蚀。
3.3 支座偏移典型照片及原因分析
支座偏移是指支座较明显的偏离原先设计位置，造成支座受力偏离设计状态的病害，典型病害见照片4。
原因分析：支座偏移的可能原因为①施工时支座安装不到位造成；②由汽车荷载冲击振动作用下产生偏移。
3.4 支座剪切变形典型照片及原因分析
支座剪切变形是指支座在温度、汽车制动力等作用下出现的剪切变形的病害，若超过设计允许限值（规范规定不计入制动力时支座剪切角度允许限值为26.6°）则为剪切变形超限，典型病害见照片5。
照片6 支座掩埋
原因分析：支座剪切变形的可能原因为①由于温度变化、混凝土收缩和徐变等因素导致梁体长度变化所致；②梁体自重及汽车荷载冲击共同作用导致。
3.5支座掩埋典型照片及原因分析
支座掩埋是指支座周围被土石或浆液包围、掩埋的病害，支座掩埋后会影响支座的正常滑动，若受水侵蚀还会造成支座长时间受潮，影响支座寿命，典型病害见照片6。
原因分析：支座掩埋病害主要出现在伸缩缝处，主要原因是施工时杂物掉落或运营时由于止水带脱落，桥面杂物掉落堆积。
3.6支座垫石开裂原因分析
⑴施工时养护不到位；⑵钢筋保护层厚度过薄，钢筋锈蚀胀裂；⑶支座垫石本身质量存在缺陷，在自重及车辆荷载作用导致开裂。
4、板式橡胶支座典型病害处置建议
⑴支座脱空：对支座进行顶升，根据脱空实际情况对垫设钢板或楔形钢板，并做好钢板防腐防锈工作。
⑵支座偏移：支座偏移超过相应边长25%时应对支座进行顶升并复位；小于25%时可加强观测。
⑶支座剪切变形：对剪切角度超过45°的支座进行顶升更换处理，小于45°的支座可加强观测。
⑷钢垫板轻微锈蚀的可除锈并进行防腐防锈处理，若严重锈蚀则应进行更换；
⑸支承垫石开裂若较轻微可进行修复处理，若严重开裂破损则应重做支承垫石。
5、小结
本高速公路桥梁中板式橡胶支座出现的病害主要包括支座脱空（局部脱空、完全脱空）、支座偏移、钢垫板锈蚀、支座剪切变形、支座垫石开裂及支座掩埋等病害，其中支座脱空病害作为出现概率最大的病害需特别注意。若不及时对病害支座进行维修处理，不仅会导致支座本身功能丧失，并影响其它构件的使用寿命，如可能导致铰缝开裂、梁体与盖梁混凝土开裂破损，伸缩缝错台，桥梁受力体系变化等，建议相关养管部门提高对支座养管的重视程度，保证支座的正常使用功能。
参考文献
[1]韩艳鹏.桥梁橡胶支座病害检查与成因分析[J].交通标准化,2011.119 (246):129-132.
[2]王延平.桥梁板式橡胶支座病害案例分析[J].交通科技,2012.10:48-51.
[3]JTG/TH21-2011,公路桥梁技术状况评定标准[S].
浅析城市地铁轨道施工重难点及应对措施
米殿涛
中国电建市政建设集团有限公司 天津 300384
摘要：目前，我国社会经济发展速度较快，居民的生活水平日益提高，从而使得轿车成为重要的出行工具，这就造成了大规模的交通拥堵，亟待解决。地铁作为一种公共性出行工具，具备容纳量大、出行时间短等优势。而地铁的运行质量取决于地铁轨道的质量。但是现阶段地铁轨道施工还存在一些常见问题，需要尽快找出原因并提出对应的解决方案，以保证地铁轨道施工的精度和进度。在城市地铁轨道的施工过程中，存在一些施工重点和难点，需要采取应对措施解决这些问题。
关键词：城市地铁轨道施工；重难点；应对措施
引言
随着我国经济的持续增长和城市化进程的加快，我国铁路建设工程得到了很大的发展，但是由于城市人口比重较大，导致城市的交通压力也随之上升，因此，各个城市在市政工程建设当中，都开始致力于建设城市地铁轨道交通，从而缓解地面上的交通压力，促进城市的发展。因此，在城市地铁轨道施工中，分析施工的重点环节最近施工要点进行详细的分析具有重要的现实意义。
1 地铁轨道施工概述
地铁属于高速运行的列车之一，其质量大、体积大，这就要求地铁建设必须紧密结实。地铁轨道主要是以钢轨和钢轮两部分作为主系统，钢轨和钢轮合作提供力量使得轨道两边高于中间部分，在钢轨的最高处利用圆弧保证钢轨力量推向中间，使得轨道不出轨，从而使钢轮在中部。地铁轨道施工目前最大的优势就是线路无缝隙，设计者为改良施工技术将最初的焊接轨道发展为布设轨道，实现无缝钢轨线路，切实保证了列车的平稳性，提高乘用者的体验感觉。城市轨道交通系统是指： 城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。轨道可以承载列车的运行，是列车运行的基础。“轨通”是指地铁轨道施工完成验收。地铁轨道施工的质量与施工进度影响着整个地铁工程，所以要合理控制工期，提升地铁轨道的施工质量。
2 地铁轨道施工的重难点以及应对措施
2.1 设置辅助铺轨基地
根据相关经验可知，铺设轨道基地主要选择停车场与车辆段，借助其场地条件的便利性进行轨道材料的储备和堆放，满足了后期的组装轨排及焊接长轨条的大面积作业要求。辅助性铺轨基地的设立具有灵活性，如果地铁轨道施工需要高架区间，设立辅助性铺轨基地应设立在高架区间。如果地铁轨道施工需要地下线，而设立辅助性铺轨基地则应选择在明挖区间或者明挖车站附近，其位置选择可在地铁线中部、起点或者终点。其次，辅助性铺轨基地的设立位置必须是平整的场地，可以进行吊装孔和龙门吊的设置，周边需要能够保证运输物资车辆的正常通行，能够连接市政水网和电网。最后，辅助性铺轨基地的建设必须满足一般长度大于或等于200米、困难长度大于或等于150米，一般宽度大于或等于25米、困难宽度大于等于20米，其场地的最佳形状为规则的长方形。而辅助性铺轨基地主要有生产办公区域、轨枕堆放区域、255米钢轨堆放区域、配件堆放区域、钢筋堆放区域、轨排组装区域、材料堆放棚、龙门吊区域、配件加工区域及生活区域等。其中在吊装孔安装时，由于吊装孔尺寸有限，辅助性铺轨基地需要合理配置短轨排运输和施工技艺，使得可以在基地内部顺利通过龙门吊将组装轨排安全精确地投送到吊装孔，实现轨排传送。
2.2 钢轨性能与焊接
合理掌握和运用钢轨的性能与型号可以保证地铁轨道的施工质量。一般来说地铁工程的正线采用60 kg/m钢轨，60 kg/m钢轨分为U71Mn、U75V和U76Nb RE三种规格，其中U71Mn热轧轨与U75V热轧轨，价格适中，与车轮匹配度较好，所以被经常用到地铁项目工程中。钢轨依据每米的标准重量划分可以分为重轨和轻轨，可承受列车重量和列车行驶产生的动荷载，由此可见，钢轨的性能必须达标。钢轨的焊接在地铁轨道施工中是一项重要的环节。钢轨的焊接一般分为接触焊、气压焊和铝热焊三种形式。其中接触焊法的焊接质量和焊接效率较高，所以地铁工程较多采取接触焊法。应对措施：在地铁轨道施工过程中，会出现钢轨断裂和钢轨折断等问题，需要采取相关措施应对，焊工需要熟悉岗位职责，熟练掌握焊接技术，严格规范焊接作业。配置专业的设备进行轨检，控制焊头的外观，保证焊接的质量。
2.3 合理运用钢弹簧浮置板道床
钢弹簧浮置板道床施工是十分复杂的，首先要进行前期准备，然后要将隔离区铺设出来，之后在基地将钢筋笼完整的拼装起来并就位，并进行钢筋笼的施工工作，然后架轨，对轨道的状态进行实时调整，浇筑浮置板混凝土并且进行养生，之后再拆除并且清理支撑架，二次浇筑、养生，最后拆除模版并且进行浮置板顶升。总体而言，施工工序十分复杂，因此，必须要着重注重钢筋笼施工环节和浮置板顶升环节。由于浮置板的钢筋有多种规格和尺寸，因此，必须要做好标签，防止钢筋混乱，另外，还要将隔振器进行准确的定位，避免降低减振效果，在顶升作业时，需要有专业的技术人员对设备进行检查，确定浮置板密封性，并且随时查看现场情况，确保线路质量。
2.4 立柱模式检查坑轨道方案
立柱模式检查坑轨道状态是对车辆段和停车场的最佳检查模式，满足了车辆检修工艺要求。在实际操作过程中，一般要求立柱横向净距离为 1.2 米、纵向净距离为 1.4 米的矩形阵，检查坑轨道床使用 550 千克 / 米的钢轨、在使用立柱模式检查坑轨道方案中，立柱尺寸有限，因而不采用短性轨枕，直接使用扣件管浇筑在立柱内部。这类方案主要使用架轨法施工，自上而下完成检查，将误差控制在最小。根据相关调查显示，立柱模式检查坑轨道时需要及时和土建承包方做好沟通协调，确保场地的及时交接和施工的完美配合。
2.5 基标测设与施工复测
基标的测设与保护是铺设地铁轨道的基础，提升基标测设的精确度可以提高轨道铺设的质量，保证基标测设和线路复测的精确度是地铁轨道施工工程的重点。应对措施：选择有保障性的测量单位，并且选择有丰富测量经验的技术人员，此外，还需要配备先进的、精确度高的仪器设备。在进行轨道施工之前，需要建立起高程控制测量网，而且还要建立一个精度极高的精密平面，在轨道测量时，将高程控制测量网作为测量的基本准则，通过轨道精调测量车和其他配件将轨道铺设的相关参数进行精准的测量，主要测量的有以下几项。一是控制点的布设情况，确定如何布设控制点；二是控制点的埋设情况，确定如何进行控制点埋设；三是对平面位置的测量，确定CPⅢ平面的准确位置；四是高程位置的测量，确定CPⅢ高程的位置。然后，就需要进行基标定位工作，并且要进行测量放线复测工作，在这个过程中，一定要在综合分析道床的形式之后，调整实际的测量方法，对于一些重要地段，必须要进行密切关注。
结束语
综上所述，轨道是地铁的重要组成部分，所以要重视轨道施工问题。在具体的施工过程中，如果轨道承包商发现问题要及时将问题报给相关管理部门，要与设计单位、监理单位及业主进行协商，妥善解决问题，提升轨道施工质量，保证列车安全运行。城市地铁轨道工程对城市而言，具有重要的意义，不仅可以缓解城市交通压力，而且是推动城市发展的重要内容，因此，必须要重视城市地铁轨道工程，切实的控制和施工要点，确保工程的顺利实施，提升工程质量，推动城市的发展步伐。
参考文献
[1]成博，张颖，高田娟. 快速轨道施工方法及成本优化控制[J]. 工程经济，2015（2）：90-98.
[2]张卫雅. 浅谈城市地铁轨道施工重点及应对措施[J]. 建筑知识，2016，36（02）：117+155．
论文作者:张永宾
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/14
标签：支座论文; 病害论文; 轨道论文; 橡胶论文; 地铁论文; 钢轨论文; 板式论文; 《防护工程》2018年第7期论文;