梁板式桥梁橡胶支座检测方法及桥梁橡胶伸缩装置检测

（一）桥梁支座检测

桥梁支座设置在梁板式体系中主梁与墩台之间，其主要功能是将上部结构的各种荷载传递给墩台，并能适应上部结构的荷载、温度变化，以及混凝土收缩等各种因素所产生的变形（水平位移及转角），使上部结构的实际受力情况符合设计计算图式。目前桥梁工程常用的支座有以下几种：

（1）油毛毡或平板支座（石棉板或铅板支座）：一般用于低等级道路中标准跨径 10 m以内的简支梁（板）桥。

（2）板式橡胶支座：一般用于中、小跨径（L ＜ 40 m）梁（板）桥。

（3）盆式橡胶支座：常用于大跨径、大吨位的箱梁桥、斜拉桥和悬索桥。

（4）球形支座：常用于大跨径、大吨位的箱梁桥，特别适用于曲线桥、宽桥和坡道上斜桥。

（5）钢支座：适用于标准跨径等于或大于 25 m 的梁桥。现已基本被板式橡胶支座取代，目前多用于钢结构桥梁上。

此外，还有钢筋混凝土摆式支座等。

橡胶支座结构简单，成本低，目前已实现产品的标准化、系列化，是我国桥梁支座的发展方向。本任务主要介绍梁板式桥梁橡胶支座的检测方法。

1.板式桥梁橡胶支座构造特性

板式桥梁橡胶支座（见图 5.2.1）通常由若干层橡胶片与以薄钢板为刚性的加劲物组合而成，各层橡胶与上下钢板经加压硫化牢固的粘接成为一体。支座在竖向荷载作用下，具有足够的刚度，主要是由于嵌入橡胶片之间的钢板限制橡胶的侧向膨胀。在水平力作用下，支座的水平位移量取决于橡胶的净厚度。在运营期间防止嵌入钢板的锈蚀，支座的上下面及四边都有橡胶的保护层。

图 5.2.1 板式桥梁橡胶支座

2.板式桥梁橡胶支座的技术要求

《公路桥梁板式橡胶支座》（JT/T 4—2004）规定了桥梁板式支座标准系列规格，其参数、支座产品力学性能指标及质量要求应符合相关规定，标准系列规格之外形式的支座应根据试验结果自行确定设计参数。

3.板式桥梁橡胶支座检验方法

桥梁橡胶支座检验有形式检验、出厂检验和使用前抽检 3 种质量控制环节。形式检验是指厂家在投产、胶料配方改变、工艺和结构形式改变及正常生产中质检部门或国家监督机构定期检测。出厂检验必须由厂家质量管理部门进行检验，确认合格后才可出厂，供货时必须附有产品质量合格证。而桥涵工程使用前抽检是指针对具体支座的设计要求，以行业标准为依据，进行常规性检验、支座成品解剖检验和外观、几何尺寸检验等。

试样数量要求如下：

抗压弹性模量试验数量为 3 块；抗剪弹性模量试验的试样每 2 块组成1组，数量为 3 对；极限抗压强度试验的试样数量不少于 3 块；容许剪切角试验的试样每 2 块组成 1 对，数量为 3 对；摩擦系数试验的试样数量为 2 块；容许转角试验的试样每 2 块组成 1 对，数量为3 对。

（1）抗压弹性模量检验。

试验方法为通过中心受压试验，得出橡胶支座的应力-应变曲线，并据此求出支座的抗压弹性模量，实测出使用应力下支座的最大压缩量并观察支座在受压情况下的工作状态。

大量的试验研究表明，橡胶支座在受压荷载作用下，在压应力不大时，支座的应力-应变是非线性关系，即 σ-ε 关系开始有一曲线段；其后随着荷载的逐步加大，压缩变形几乎成比例增加，则 σ-ε 曲线呈线性关系，卸载后变形基本上可完全恢复原位。橡胶支座抗压弹性模量就是根据上述曲线中的直线确定的。

（2）极限抗压强度检验。

由于桥梁橡胶支座极限抗压强度很大，因此部颁标准规定了橡胶支座的极限抗压强度为70 MPa（矩形支座）和 75 MPa（圆形支座），极限抗压强度检验可在抗压弹性模量试验完成后按每分钟 1.0 MPa 的加载速率加载至压应力达到极限抗压强度为止，并随时观察，支座完好无损，其指标为合格。

（3）抗剪弹性模量检验。

由于梁体受温度、收缩徐变以及车辆制动力等环境条件的影响产生的水平位移将使支座产生剪切变形，而橡胶支座水平位移量的大小主要取决于橡胶片的净厚度，也就是说支座的剪切位移是靠胶层的变形产生的。

橡胶支座抗剪弹性模量试验是以正压力为容许压应力，并在抗剪过程中保持不变的情况下，采用两块支座用中间钢拉板推或拉组成双剪装置，橡胶支座的顶面或底面必须与实桥设计（钢筋混凝土梁、钢梁）图纸一致，而且中间钢拉板的对称轴应和加压设备中轴处在同一垂直面上。

每两个检验支座所组成试样的综合抗剪模量 G 为这组试件 3 次加载所得到的 3 个结果的算术平均值。但各项结果与算术平均值之间的偏差不应大于算术平均值的 10%，否则该试样应持续进行一次试验。

（4）容许剪切角检验。

容许剪切角试验方法同抗剪模量试验一样，并可与抗剪弹性模量试验同时完成。

（5）摩擦系数检验。

除要求必须对四氟板与不锈板进行检验外，对橡胶与混凝土、橡胶与钢板间摩擦系数试验可按需要或用户要求进行检验。

（6）允许转角检验。

在外荷载作用下，支座在发生竖向压缩的同时，由于梁体的挠曲作用使支座产生转动。支座转动时，试样边缘产生压缩与回弹两个相反的变形。由转动产生的支座边缘的变形必须小于由垂直荷载和强制转动共同影响下的压缩变形。

（7）判定规则。

试样的抗压弹性模量与规定值的偏差在±20% 范围之内时，则认为是满足要求的。

试样的抗剪弹性模量与规定值的偏差在±15% 范围之内，容许剪切角正切值符合规定，则认为是满足要求的。

在 70 MPa（矩形支座）或 75 MPa（圆形支座）的压应力时，橡胶层未被破坏，中间层钢板未断裂，四氟板与橡胶为发生剥离，则认为试样的极限抗压强度是满足要求的。

试样的摩擦系数符合规定时，则认为是满足要求的。

试样的容许转角正切值，混凝土、钢筋混凝土桥在 1/300，钢桥在 1/500 时，试样边缘最小变形值大于或等于零时，认为试样容许转角是满足要求的。

3 块（或 3 组）试样中，有 2 块（或 2 组）不能满足要求时，则认为该批产品不合格。若有 1 块（或 1 组）试样不能满足要求时，则应重新抽取 3 块（或 3 组）试样进行试验，若仍有 1 块（或 1 组）不能满足要求时，则认为该批产品不合格。

（二）桥梁橡胶伸缩装置检测

桥梁橡胶伸缩装置的主要作用是满足桥梁上部结构变形的需要，并保证车辆通过桥面时平稳。桥梁橡胶伸缩装置按照伸缩体结构不同可划分为 4 类。

1.桥梁橡胶伸缩装置分类

（1）纯橡胶式伸缩装置。

伸缩体完全由橡胶组成的（包括异型钢梁高度不大于 50 mm 与密封橡胶带组成单缝）称为纯橡胶式伸缩装置。它适用伸缩量不大于 60 mm 的道路桥梁工程。

（2）板式伸缩装置。

伸缩体由橡胶、钢板或角钢硫化为一体的称为板式伸缩装置。它适用伸缩量小于 60 mm的道路桥梁工程，不适用于高速公路桥梁工程。

（3）组合式伸缩装置。

伸缩体由橡胶板和钢托板组合而成的称组合式伸缩装置。它适用于伸缩不大于 120 mm的道路桥梁工程，不适用于高速公路桥梁工程。

（4）模数式伸缩装置。

伸缩体由异型钢梁与单元橡胶密封带组合而成的称为模数式伸缩装置。它适用于伸缩量为 80～1 200 mm 的道路桥梁工程。

2.桥梁橡胶伸缩装置技术要求

桥梁橡胶伸缩装置的检测项目有：橡胶与钢材的质量，成品尺寸偏差，外观质量，成品力学性能试验，解剖检验等。各项指标应符合相关规定。

3.桥梁橡胶伸缩装置试验

（1）试样。

试验设备应能对整体组装后的伸缩装置进行力学性能试验。如果受试验设备限制，不能对整体伸缩装置进行试验时，则对模数式伸缩装置的新产品或老产品转厂生产的式制型鉴定可取不小于 4 m 长并具有 4 个单元变位、支承横梁间距等于 1.8 m 的组装试样进行试验；梳齿板式伸缩装置应取单元加工长度不小于 2 m组装试样进行试验；橡胶伸缩装置应取 1 m 长的试样进行试验；异型钢单缝伸缩装置应取装置试样进行试验。

（2）试验设备。

成品力学性能试验需在专用的试验台架上进行，试验台可边固定边移动。伸缩装置试样用定位螺栓或其他有效方法与锚固板连接。试验的拉伸和压缩，可用千斤顶施加荷载，荷载大小通过荷载传感器进行控制。试验台座设导向装置，并用刚度较大的钢梁把位移控制箱连成整体。在加载台架上可以模拟伸缩装置的拉伸、压缩与纵向、竖向、横向错位，实测拉压过程中的水平摩阻力和变位均匀性。

（3）检测项目。

① 模数式伸缩装置应进行拉伸、压缩，纵向、竖向、横向错位试验，测定水平摩阻力、变位均匀性。应按实际受力荷载测定中梁、支承横梁以及其连接部件应力、应变值。并应对试样进行振动冲击试验，对橡胶密封带进行防水试验。

② 梳齿板式伸缩装置应进行拉伸、压缩试验，测定水平摩阻力、变位均匀性。

③ 橡胶伸缩装置应进行拉伸、压缩试验，测定水平摩阻力及垂直变形；且试验应在 15～28 °C 温度下进行。

④ 异型钢单缝伸缩装置应进行橡胶密封带防水试验。

⑤ 尺寸偏差，应采用标定的钢直尺、游标卡尺、平整度仪、水准仪等量测。橡胶伸缩装置平面尺寸除量测四边长度外，还应量测对角线尺寸，厚度应在四边量测 8 点取其平均值。模数式和梳齿式板式伸缩装置应每 2 m 取其平均值。

⑥ 外观质量，应用目测方法和相应精度的量具逐步进行检测，不合格产品可进行一次修补。

⑦ 内在质量。橡胶板式伸缩装置解剖检验每 100 块取 1 块，沿中横向锯开进行规定项目检验。

⑧ 原材料。伸缩装置中使用的钢材、橡胶、不锈钢板、聚四氟乙炔板、硅脂等应按《公路桥梁伸缩装置》（JT/T327—2004）中规定的方法进行试验。

（4）判定规则。

① 进厂原材料检验应全部项目合格后方可使用，不合格材料不能用于生产。(www.xing528.com)

② 出厂检验时，若有一项指标不合格，则应从该批产品中再随机抽取双倍数目的试样，对不合格项目进行复检，若仍有一项不合格则判定该批产品不合格。

③ 形式检验时，整体性能试验全部项目满足相关要求为合格。若检验项目中有一项不合格，则从该批产品中再随机抽取双倍数目的试样，对不合格项目进行复检；若复检仍有一项目不合格，则判定该批产品不合格。

（三）桥梁混凝土与预应力混凝土结构检测

桥涵混凝土结构、钢筋混凝土结构或预应力混凝土结构或构件的检测，主要包括以下内容：一是原材料与配合比的检测；二是施工阶段质量控制；三是外观质量检测；四是构件混凝土强度评定。本项目只讲述施工阶段质量控制。

1.检测项目与频率

（1）拌制和浇注混凝土时的检验。

① 混凝土及组成材料的外观检测，每拌制一工作班至少 2 次，必要时随时抽样试验。

② 混凝土的和易性（坍落度）检测每工作班至少 2 次。

③ 砂石材料的含水量检测，每日开工前 1 次，气候或含水量变化较大时随时检测调整。

④ 钢筋、模板、支架等的稳固性和安装位置。

⑤ 混凝土的运输、浇注方法和质量。

⑥ 外加剂的使用效果。

⑦ 制取混凝土试件。

（2）浇注混凝土后的检验。

① 养护情况。

② 混凝土强度、拆模时间。

③ 混凝土外露面及装饰质量。

（3）混凝土强度检测频率。

① 不同强度及不同配合比的混凝土应分别制取试件，试件应在浇注地点或拌和地点随机制取。

② 浇注一般体积的结构物（如基础、墩台）时每一单元结构物应制取 2组。

③ 连续浇注大体积结构物混凝土时，每 80～20 m2或一工作班应制取 2组。

④ 每片梁长 16 m以下应制取1组，16～30 m 制取 2 组，31～50 m 制取3 组，50 m以上者不少于 5 组。

⑤ 就地浇注混凝土小桥涵，每一座或每一工作班制取不少于 2 组；原材料和配合比相同，并由同一个拌和站拌制时，可几座合并制取 2 组。

如施工需要，可制取与结构物同条件养护的试件作为考核结构混凝土在拆模、出池、吊装、预施应力、承受荷载等阶段强度的依据。

2.结构外形尺寸与位置的检查

混凝土、钢筋混凝土部分结构构件的外形尺寸、位置的检测与评定包括：混凝土基础实测项目，承台实测项目，墩、台身实测项目，柱或双壁墩身实测项目，梁（板）预制实测项目及钢筋安装实测项目的检测与评定。其检查项目应符合相关规范规定。

3.焊接钢筋的质量检测

钢筋的连接方式有焊接与绑扎接头。轴心受拉和小偏心受拉构件中的钢筋接头不宜绑扎，普通混凝土中直径大于 25 mm 的钢筋宜采用焊接。

钢筋的焊接方式有闪光对焊和搭接电弧焊。钢筋接头采用闪光对焊前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。接头双面焊缝的长度不应小于 5d，单面焊缝的长度不应小于 10d（d 为钢筋直径）。焊接质量应符合下列要求：

1）钢筋闪光对焊接头

（1）批量规定。

在同一台班内，由同一焊工按同一焊接参数完成的 300 个类型（指钢筋级别和直径均相同）接头作为一批。一周内连续焊接时可以连续计算，一周内不足 300 个接头时按一批计算。

（2）外观检查、抽检频率与判定。

每批抽检 10% 的接头，并不得少于 10 个。

焊接等长的预应力钢筋（包括螺纹端杆与钢筋）时，可按生产同条件制作模拟试件。螺纹端杆接头可只做拉伸试验。

外观检查要求如下：

① 接头处不得有横向裂缝。

② 与电极接触处的表面，对Ⅰ级钢筋、HRB335、HRB400 钢筋，不得有明显烧伤；HRB500 钢筋不得有烧伤；低温对焊时，对HRB335、HRB400、HRB500钢筋，不得有烧伤。

③ 接头处的弯折不得大于 4°。

④ 接头处的钢筋轴线偏移不得大于 0.1 倍的钢筋直径，同时不得大于2 mm。

当有一个接头不符合要求时，应对全部接头进行检查，剔出不合格品。不合格接头切除重焊后，可再次提交验收。

（3）力学性能试验与评定。

包括拉伸与弯曲试验。应从每批产品中切取 6 个试件，3 个进行拉伸试验、3 个进行弯曲试验。

拉伸试验结果应符合下列要求：

① 3 个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得低于该级别钢筋规定的抗拉强度，余热处理Ⅲ级钢筋接头试件的抗拉强度均不得低于 HRB400 钢筋的抗拉强度。

② 应至少有 2 个试件断于焊缝之外，并呈延性断裂。当试验结果有 1 个试件的抗拉强度小于上述规定，或有 2 个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应再取 6 个试件进行复验，复验结果，如仍有 1 个试件的抗拉强度小于规定值，或有3个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，应确认该批接头为不合格品。

③ 预应力钢筋与螺丝端杆的闪光对焊接头拉伸试验结果，3 个试件应全部断于焊缝之外，呈延性断裂。当试验结果有 1 个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂，应从成品中再切取 3 个试件进行复验，复验结果如仍有 1 个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂，应确认该批接头为不合格品。

④ 模拟试件的试验结果不符合要求时，应从成品中再切取试件进行复验，其数量和要求应与初始时相同。

弯曲试验结果应符合下列要求：

焊缝要处于弯曲中心点，弯曲角度为 90°，弯心直径为 2d（Ⅰ级钢筋）；4d（HRB335）；5d（HRB400）；7d（HRB500）。

试验结果至少有 2 个试件不得发生破裂。否则，应再取 6 个试件进行复验，复验结果，如仍有 3 个试件发生断裂，应确认该接头为不合格品。

2）钢筋搭接电弧焊接头

（1）批量规定。

以 300 个同类型接头为一批，不足 300 个时仍作为一批。

（2）外观检查。

应在接头清渣后逐个进行目测和量测，检查结果应符合尺寸偏差及缺陷允许的要求：

① 焊缝表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤。

② 接头处不得有裂纹。

③ 咬边深度、气孔、夹渣的数量和大小以及接头偏差，不得超过相关要求。

④ 坡口焊及熔槽帮条焊接头，其焊缝加强该度不大于 3 mm。

（3）强度检验与评定。

从成品中每批切取 3 个接头做拉伸试验，试验结果应符合下列要求：

① 3 个热轧钢筋接头试件的抗压强度均不得低于该级别钢筋的规定抗拉强度值，余热处理Ⅲ级钢筋接头试件抗拉强度均不得小于 HRB400 钢筋规定的抗拉强度。

② 至少有 2 个试件呈塑性断裂，3 个试件均断于裂缝之外。

当检验结果有 1 个试件的抗拉强度低于规定指标或 2 个试件发生脆性断裂时，应取双倍数量的试件进行复验，复验结果如仍有 1 个试件的抗拉强度低于规定指标，或有 1 个试件断于焊缝或有 3 个试件呈脆性断裂时，则该批接头即为不合格品。

③ 模拟试件数量和要求应与从成品中切取时相同，当模拟试件结果不符合要求时，复验应从成品中切取，其数量和要求应与开始相同。

4.预应力混凝土结构构件检测

预应力混凝土结构构件检测项目中，原材料与配合比的检测、施工中的一些检测与钢筋混凝土的检测相同，钢丝钢绞线的性能与检测在建筑钢材中讲述。除此之外，还应包括锚具和连接器、张拉设备与水泥浆的检测。限于篇幅，本章不做累述。