GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座的安装与质量监控
[摘要]：支座是桥跨结构的重要传力机构，却也是施工中常常不被人重视的部分。作者通过重庆市一横线张家梁立交匝道桥工程实践，从支座进场验收、支座灌浆等方面论述了GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座的正确安装与质量控制要点。
[关键字]： 盆式橡胶支座；安装；质量控制
（支座的定义）支座的作用是将桥跨结构的荷载反力顺适、安全地传递到桥梁盖梁上，并将集中的反力扩散到一个足够大的面积上，保证桥跨结构在各种因素的作用下，自由地变形。支座的类别有很多，大方向分类如下：支座可分为铸钢支座、钢支座、钢筋砼支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、拉力支座、减震支座等。支座的结构型式主要由容器自身的型式和支座的形状来决定，通常分为立式支座、卧式支座和球形容器支座三类。立式支座又分为悬挂式支座、支承式支座、支承式支脚，支承式支腿、裙式支座等；卧式支座分鞍式支座、圈座和支腿式支座等；球形容器支座分支柱式、裙式、半埋式和V形支承等。常用的桥梁支座的类型很多，可根据桥梁跨径、支点反力和对支座建筑高度的要求等选用。一般分为以下几种：
垫层支座:由油毡、石棉泥或水泥沙浆垫层做成的简单的支座，10m以下的跨径简支板、梁桥，可不设专门的支座，而将板或梁直接放在上述垫层上。变形性能较差，固定支座除了设垫层外，还应用锚栓将上下部结构相连。
铸钢支座:1．弧形钢板支座： 又称切线式支座或线支座。上支座为平板，下支座为弧形钢板，二者彼此相切而成线接触的支座。钢板采用约40~50mm的铸钢板或热扎钢板，缺点是移动时要克服较大的摩阻力，用钢量大，加工麻烦，一般用于中小桥梁中。2．铸钢
支座：采用碳素钢或优质钢，经过制模、翻砂、铸造、机械加工和热处理等工艺制成的支座。有尺寸大、耗钢量大，容易锈蚀和养护费用高等缺点。
新型钢支座：1． 不锈钢或合金钢支座 2．滑板钢支座 3．球面支座：又称点支座，为适应桥梁多方面转动的要求，将支座上、下两部分的接触面分别做成曲率半径相同的凸、凹的球面支座。
钢筋混凝土支座：1． 摆柱式支座：活动部分由钢筋混凝土摆柱构成的活动支座。外形和活动机理与割边的单辊轴钢支座相同，但在构造上则用矩形截面的钢筋混凝土短柱来代替辊轴的中间部分，辊轴的顶部和底部为弧形钢板，常用于跨径大于20m的钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥。 2．混凝土铰：通过缩小混凝土截面来降低截面刚度，因此能产生少量转动而能承受足够的轴力的一种简化支座。
板式橡胶支座:由几层橡胶片和嵌在其间的各类加劲物构成或仅由一块橡胶板构成的支座。外形有长方形、梯形、圆形等。
盆式橡胶支座:橡胶块紧密地放置在钢盆里的大吨位橡胶支座。由于橡胶块受到三向压力作用，因此使支座的极限承载能力有所加强。
拉力支座:又称负反力支座，可以同时承受正负反力的支座。分为拉力铰支座和拉力连杆支座两类，前者又分为固定式和活动式。固定式铰支的上摇座锚于梁端，下摇座锚于墩顶或桥台，之间用钢销连接而成；活动式的下摇座锚于墩顶或台顶的防拔块间，并在座下加辊轴，使其即能受拉，又能沿纵向移动。
减震支座:附设有减震器而具有减震和抗震功能的支座。减震器分为油压减振器和橡胶
减振器，减震器的机理主要是利用液体介质的粘滞性或橡胶的弹性所产生的阻尼力来减小地震力的影响。近年来，橡胶支座逐渐被广泛使用。是因为橡胶支座具有：构造简单、价格低廉、加工制作容易、可定型生产；用钢量少、成本低；其橡胶弹性能消减上下部结构所受的动力，吸收部分振动，可减振、抗震；可改善盖梁受力情况。
以上各类型的支座都在各种工程下得到了广泛地应用，下面作者将详细地为大家探讨一下有关于GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座的安装和质量控制方向。
一、GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座
重庆市一横线张家梁立交匝道桥中采用了公路桥梁盆式橡胶支座即GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座。这种支座是由顶板、不锈钢滑板、聚四氟乙烯滑板、中间钢板、橡胶板、密封圈、底盆、支座锚栓等组成，它的工作原理是利用了半封闭钢制盆腔内的弹性橡胶块，在三向受力的状态下具有流体的性质，来实现上部结构的转动；同时依靠中间钢板上的聚四氟乙烯板与上座板上的不锈钢板之间的低摩擦系数来实现上部结构的水平位移，同时，这种盆式橡胶支座具有较大的支撑力。从它的使用性能上分为a：双向活动支座；b：单向活动支座；c：固定支座；其中，a类支座具有竖向承载、竖向转动和多向滑动性能，代号为SX；b类支座具有竖向承载、竖向转动和单一方向滑动性能，代号为DX；c类支座具有竖向承载、竖向转动性能。
（示意图如下）
张家梁立交匝道桥主要用到的GPZ（Ⅱ）型公路桥梁盆式橡胶支座的规格为：3GD、4GD、5GD、6GD、7GD、8GD；3DX、4DX、5DX、6DX、7DX、8DX；3SX、4SX、5SX、6SX、7SX、8SX。（注：GD—固定、DX—单向、SX—双向）
二、GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座的安装
支座主要有两个作用：1.传递桥梁上部的荷载，2.调节上部结构和下部结构之间的相对位移。首先，它起到的作用是承上启下，它能有效地连接上部箱梁和下部桥墩，将箱梁上的荷载传递到了桥墩上，另外，它是有方向性地调节上部箱梁和下部桥墩的相对位移（GD支座除外），同时也在减震方面起到举足轻重的作用。所以，我们在安装支座的时候，应该严格把好质量关。
在把握支座的安装质量之前，对于支座垫石质量的要求也应该很严格，在确保达到设
计高程的同时还要保证支座垫石的厚度，具体安装步骤如下：盖梁砼施工前，绑扎好支座垫石钢筋，并按要求埋设相应尺寸的PVC管，以保证锚栓孔尺寸足够在PVC管的底部需要用胶带密封，确保不会在盖梁砼和垫石砼施工中将混凝土浇入孔道内。盖梁砼完成后进行顶部抹面，由测量组施放盖梁中心十字线，再由相应的技术人员根据设计图制作出技术交底并按标注弹出垫石墨线框。（如图所示）
图中箭头方向为大里程方向，上方为盖梁上支座垫石布置及尺寸大小，下方为锚栓孔中心距离及垫石尺寸，由于支座锚栓的间距各型号不一样，为保证支座能够正确安装，在弹出垫石墨线框后并按照交底将锚栓孔的位置进行复核，检查预埋孔道是否偏位并进行整改，垫石钢筋厚度不够的地方需要添加一层网片筋，确保垫石的强度。垫石模板需要光滑平整，以保证外表光滑棱角分明，垫石砼施工时要捣固均匀，完成砼施工后要进行抹面，抹面时注意平整度。为防止拆模时垫石边角受损，拆模前一定要达到设计要求，拆模后用
准确的水平尺进行垫石表面平整度校检，并用手触摸垫石表面，保证垫石表面光滑水平，保证支座底板能够和垫石上表面完全接触无缝隙。垫石打磨完成后通知测量组进行垫石中心点施放，并按照技术交底弹出支座底板墨线框，完成后尝试安装，准确无误后将安放支座所需要的材料（水泥、标准砂、环氧树脂、二丁酯、乙二胺、搅拌器具、盛放器具等）运送到场，并将加热器具准备好，然后通知试验室和相关技术人员到现场安装支座。技术人员和试验室人员到场后由技术员检查各部位尺寸是否符合设计要求，不符合的需要整改后再行安装。
试验室人员先核对好包装与产品标牌（承载力、规格、型号和位移量），将支座底部的锚栓拧紧，然后再根据锚栓孔的深度和直径计算出所需各材料质量，作者实习处按照重庆市建科院所出配合比进行计算：环氧树脂=πr²h×4×444（kg）；二丁酯=πr²h×4×444×0.12（kg）；乙二胺=πr²h×4×444×0.1（kg）；水泥=πr²h×4×444×0.5（kg）；标准砂=πr²h×4×444×3（kg）。其中标准砂一包有15小袋，重量为：1.35kg／小袋。二丁酯和乙二胺的规格为：500g／瓶。现场调制环氧砂浆时，先称好标准砂和水泥并将其拌合均匀，再看环氧树脂是不是能够倒出来，若倒不出来则需要用火烘烤，天气比较冷的时候加热时间长会儿，另外切忌阳光直射。将称出来的环氧树脂倒入铁桶内，再用铁盆称量二丁酯和乙二胺，先称量二丁酯，去皮后再称量乙二胺，将其搅拌均匀后倒入铁桶内和环氧树脂一起进行搅拌，放入水泥和标准砂搅拌均匀后迅速倒入支座垫石的锚栓孔内，立即安放支座并调节底板和预先弹好的墨线框吻合。安装完成后用准确的水平尺对支座顶板进行水平校检。等到支座稳定后卸除支座顶板和底板的连接螺栓，支座顶板的锚栓需要拧紧，并且使支座顶板外沿的标尺和支座底板的刻度尺对中，完成以上工序后铺箱梁底模之前需要按设计要求设置楔形块和凸榫，楔形块的尺寸按交底制作，并且要使支座顶板完全嵌入楔形块内，且要高出支座顶板，保证箱梁和支座顶板之间的连接块的一定厚度。
三、对于GPZ（Ⅱ）型橡胶支座及其安装过程中的质量控制
本人通过实习，对于GPZ（Ⅱ）型橡胶支座和GPZ（Ⅱ）型橡胶支座的安放有了较深的认识，从支座进场后的验收到不同型号支座的安放，其中都有很多方式方法对其进行质量控制。首先，支座进场后按照说明书对其进行验收，支座规格和质量应符合设计要求，支座组装时其底面与顶面(埋置于墩顶和梁底面)的垫板必须埋置密实。垫板与支座间平整密贴，支座四周不得有0.3mm以上的缝隙，严格保持清洁。活动支座的聚四氟乙烯板和不锈钢板不得有刮伤、撞伤。每个支座搭配的八个支座锚栓是否达到设计要求。逐一检查完毕后再按照所申报计划中的型号分配给各个匝道，并要求作业班组小心存放，由于支座的质量过大，故不允许将其重叠，以免发生变形。
1活动支座安装前用丙酮或酒精仔细擦洗各相对滑移面，擦净后在四氟滑板的储油槽内注满硅脂类润滑剂，并注意硅脂保洁；坡道桥注硅脂应注意防滑。
2盆式橡胶支座的顶板和底板用锚固螺栓栓接在梁体底面和墩台顶面上；安装锚固螺栓时，其外露螺杆的高度不得大于螺母的厚度。
注意事项:
1、由于本标段支座从厂家进货时，已经调试好，故不需要特殊处理。
2、支座地脚螺栓采用环氧砂浆密封灌实，由于环氧砂浆对温度要求较高，故操作应严格按照实验室提供的配合比操作，谨防“爆凝”造成材料浪费。
3、支座安装前及时通知技术人员，对支座轴线及支座型号、方向等进行复核，确认无误后方可安装。
4、支座安装前，底座轴线分中，与墨线重合后，用水泥砂浆仔细调平。
5、环氧砂浆凝固后，梁底楔块模板安装前，解除支座上下钢板临时约束。
按要求支座垫石应当和盖梁或者台帽一次性浇筑，但是为了不影响支座垫石应有的厚度和高程，先将盖梁或者台帽施工完成后再进行垫石混凝土的施工，所以，在垫石混凝土施工前一定要凿毛，并用空压机将凿毛后的碎屑完全清理干净。按照支座垫石的技术交底做好垫石模板，并将其完全固定，以免在混凝土施工中发生模板位移现象以致支座不能顺利安放，混凝土施工完毕后经由测量组放出垫石轴线，根据垫石轴线检查锚栓孔的尺寸是否正确，若发现有锚栓孔的偏位则及时将其剔到正确的位置，并将锚栓孔内的虚渣和积水清理干净，最好是用空压机将其吹出锚栓孔，以保证环氧砂浆能够较好地连接到盖梁内。在使用环氧树脂过程中切忌阳光直射，否则环氧树脂会出现气泡，出现爆凝，失去原有的效果。另外，在盛放环氧砂浆时不能使用橡胶桶，因为将二丁酯、乙二胺的混合液倒入环氧树脂后会放出大量的热，会导致橡胶桶呗高温烧坏。若环氧树脂的温度过高的话，会导致环氧砂浆产生大量气泡甚至会破坏其结构变成类似果冻的产物。在环氧砂浆的灌注时，作者认为应当先放上支座将其地板和线框吻合后直接从边缘灌入，而不是将砂浆灌入锚栓孔之后再安放支座，这样很可能导致支座不会居中。另外，在凸榫的施工时，一定要保证凸榫不能够接触到盖梁，这样会让支座的功能丧失，造成箱梁不能有效位移。在支座安装时一定要注意支座的型号和横（顺）桥向的设置。总之，在安放公路桥梁盆式橡胶支座中，一定要注意以下要素：一、支座完好无损；二、达到设计高程；三、环氧砂浆调配准确；四、保证安放完成后的支座顶板水平；五、保证楔形块一定要高出支座顶板；六、保证凸榫和盖梁或者帽梁的有效距离。
