一、橡胶支座剪切变形是否正常的判定标准
很多现场检测人员初次看到支座出现剪切变形时,第一反应都是判定为质量问题,实际上并非所有剪切变形都属于异常病害。
1、正常工况下的剪切变形
橡胶支座本身的设计特性就允许一定范围内的剪切变形,在桥梁承受制动力、温度变化产生的位移、混凝土收缩徐变等常规作用时,支座会产生不超过规范允许值的剪切变形,这种变形属于产品正常的功能表现,不会影响结构安全。
2、异常剪切变形的界定
当剪切变形量超过相关规范规定的限值,或者变形出现明显的非均匀倾斜、局部脱空、剪切面出现开裂痕迹时,就属于异常变形,需要立刻开展专项排查,不能再按照正常工况处理。
二、橡胶支座出现变形的常见原因
从大量工程现场的统计情况来看,引发橡胶支座变形的原因大多和施工、运维、环境这三个维度相关,很少是单一因素直接导致的。
1、施工安装阶段的遗留问题
部分项目在支座安装时,没有保证支承垫石的顶面平整度达标,存在局部高差,导致支座在安装完成后就处于初始偏心受压状态,后续随着上部结构荷载增加,逐渐出现不均匀剪切变形。还有部分施工时的临时荷载超出支座的短期承载限值,也会留下变形隐患。
2、运营阶段的外力影响
桥梁在长期运营过程中,超限定的反复冲击荷载、地震作用、车辆紧急制动产生的水平力,都可能超出支座正常的剪切变形预留量,最终引发明显的外观变形。部分位于弯道处的桥梁,长期承受偏向的水平离心力,支座也更容易出现定向的剪切变形。
3、自然环境的长期作用
橡胶材料在长期紫外线照射、油污腐蚀、极端高低温交替的环境下,会逐渐出现材料性能老化,剪切模量发生变化,原本可以正常回弹的变形无法恢复,慢慢积累成肉眼可见的永久变形。
三、橡胶支座变形的规范处理措施
处理支座变形不能一概而论直接更换,要先根据检测结果分级判定,再选择对应的处理方案。
1、轻微超标的剪切变形
如果变形量仅略高于规范限值,支座橡胶表面没有出现开裂、钢板外露的情况,可以先做持续观测,定期记录变形量的变化情况,同时同步排查上部结构的位移状态,确认没有持续发展的趋势就可以继续保留使用。
2、中度异常变形
当变形已经明显超出限值,但支座材料还没有出现明显老化破损时,可以通过调整上部结构的位移状态、对支承垫石做找平处理,释放支座的多余偏心荷载,让支座逐步恢复到接近正常的受力状态。
3、严重病害支座的处置
如果支座已经出现剪切面开裂、橡胶老化变硬、内部钢板锈蚀的情况,必须按照规范流程同步顶升上部结构,更换符合承载力要求的新支座,避免后续突发支座失效引发结构安全事故。