一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁建造施工技术领域，尤其是涉及一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座及其施工方法。
【背景技术】
[0002]桥梁支座是连接桥梁上部结构和桥梁下部结构的重要构件，其作用是将桥梁上部结构的荷载顺适、安全地传递到桥梁下部结构(具体是桥梁墩台)上去，同时保证上部结构在荷载、温度变化、混凝土收缩徐变等因素作用下的自由变形，桥梁支座直接关系到桥梁结构运营安全和使用寿命。
[0003]在我国，板式橡胶支座从1965年开始研制并使用，至今已有25年的使用历史，目前已经成为国内公路与城市桥梁广泛采用的一种支座形式。并且，于1988年制订了《公路桥梁板式橡胶支座技术条件》(JT3132.2-88)，随后又相继制订了《公路桥梁板式橡胶支座规格系列》(JT3132.1-88)和《公路桥梁板式橡胶支座力学性能检验规则》(JT3132.3-90)等交通部标准，1994年修定颁布了《公路桥梁板式橡胶支座标准》(JT/T4-93)。
[0004]与原用的钢支座相比，板式橡胶支座具有构造简单、价格低廉等优点，有足够的竖向刚度、良好的弹性和较大的剪切变形能力，可承压垂直荷载，适应梁端的转动，并具有良好的隔震作用。然而，近年来的调查发现，橡胶支座在产品质量、选用、安装以及养护等方面都存在诸多问题，支座老化和开裂、支座脱空、支座偏位、支座剪切变形过大等现象普遍且严重。经分析，引起支座破损的原因，第一类为支座产品内在质量；另一类为支座设计、布置不当，施工安装质量和维护不当等因素。
[0005]板式橡胶支座对施工控制的要求较高，支座和垫石的设计精度、橡胶支座的正确就位、橡胶原材料的优劣等都直接影响橡胶支座的使用寿命和桥梁结构的运营安全。而实际应用中，桥梁支座和垫石的设计精度很难保证，加之施工技术人员对支座安装质量的忽视，极易导致支座垫石不平整、支座与梁底脱空、支座偏位、支座型号与设计不符等质量问题。
[0006]据调查，我国橡胶支座的完好率很低，大量橡胶支座己经达到必须重新布置和更换的程度，许多七、八十年代修建的桥梁，支座寿命已尽，急需更换；八十年代后建成的桥梁，支座也逐渐进入维修期；近十年新建的桥梁，由于支座质量、选型、布置不合理等原因，支座的早期破损现象亦非常严重。综上，橡胶支座已成为影响桥梁结构及行车的一个安全隐患，也是公路养护管理部门面临的一项难题。
[0007]因此，急需从设计、结构、材料、质量控制等各方面入手，改善现有支座的不足，研发出受力更合理、结构更耐久、施工更方便的新型支座，降低现有支座对设计、施工质量的依赖性，有效解决现有支座存在的易出现支座脱空和局部较大变形等问题，从根本上提高支座的使用寿命。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好，具有投入成本较低、质量可靠、耐久性好、适应性强等优点，能有效解决现有支座存在的易出现支座脱空、偏压、局部变形过大等问题。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其特征在于:包括布设在所施工桥梁的下部支撑结构上的支座垫石、位于支座垫石上方的支座主体结构、预埋在所施工桥梁的主梁底部的梁底预埋钢板和位于梁底预埋钢板与所述支座主体结构之间的钢板球冠聚合砂浆结构，所述主梁为钢筋混凝土梁，所述支座垫石为钢筋混凝土结构；所述钢板球冠聚合砂浆结构位于所述支座主体结构上方，所述梁底预埋钢板、所述钢板球冠聚合砂浆结构、所述支座主体结构和支座垫石由上至下进行布设，且所述钢板球冠聚合砂浆结构与所述支座主体结构和支座垫石均呈平行布设；所述支座主体结构为聚四氟乙烯滑板式橡胶支座；所述钢板球冠聚合砂浆结构包括位于所述支座主体结构上的上垫板、固定在上垫板中部上方的球冠和由填充于上垫板与梁底预埋钢板之间空腔内的聚合物砂浆填充成型的聚合物砂浆填充层，所述球冠的顶部支顶在梁底预埋钢板底部且其固定于聚合物砂浆填充层内。
[0010]上述一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其特征是:还包括包覆在聚合物砂浆填充层四周外侧的橡胶密封垫，所述橡胶密封垫垫装于上垫板与梁底预埋钢板之间。
[0011]上述一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其特征是:所述梁底预埋钢板位于所述钢板球冠聚合砂浆结构的正上方，所述钢板球冠聚合砂浆结构位于所述支座主体结构的正上方，且所述支座主体结构位于支座垫石的正上方；所述支座主体结构包括固定在支座垫石上部的下垫板、位于下垫板上的橡胶支座和平铺在橡胶支座上的滑板；所述橡胶支座位于下垫板的正上方，所述滑板位于下垫板的正上方；所述上垫板位于下垫板的正上方，所述梁底预埋钢板位于下垫板的正上方。
[0012]上述一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其特征是:所述上垫板、下垫板和梁底预埋钢板均为平直钢板；所述梁底预埋钢板的底面与其所处位置处主梁的梁体底面相平齐；所述下垫板通过粘钢胶或螺栓固定于支座垫石上，所述橡胶支座采用环氧树脂胶粘贴于下垫板上，所述滑板采用环氧树脂胶粘贴于橡胶支座上。
[0013]上述一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其特征是:所述球冠为半球形钢球冠且其焊接固定在上垫板上。
[0014]上述一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其特征是:所述上垫板和球冠的总高度为 45mm ?55mm0
[0015]上述一种钢板球冠聚合物砂浆结构支座，其特征是:所述聚合物砂浆由水泥、细砂、环氧树脂、矿粉和交联剂按重量比300: 350?400: 90?110: 9?11: 9?11均匀拌合而成，所述交联剂为胺类交联剂。
[0016]同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便且施工效果好的钢板球冠聚合物砂浆结构支座施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0017]步骤一、梁底预埋钢板安装:对所施工桥梁的主梁进行预制过程中，根据预先设计的需施工钢板球冠聚合物砂浆结构支座的数量以及各钢板球冠聚合物砂浆结构的布设位置，在主梁底部预埋各钢板球冠聚合物砂浆结构支座的梁底预埋钢板；
[0018]所述钢板球冠聚合物砂浆结构支座的数量为多个；
[0019]步骤二、测量放线:待所施工桥梁的下部支撑结构施工完成后，在所述下部支撑结构上，对各钢板球冠聚合物砂浆结构的布设位置分别进行测量放线；
[0020]步骤三、支座垫石施工:根据步骤二中的测量放线结果，在所述下部支撑结构上，对各钢板球冠聚合物砂浆结构的支座垫石分别进行施工；
[0021]步骤四、支座主体结构安装:在步骤三中施工完成的各支座垫石上分别安装所述支座主体结构；
[0022]步骤五、钢板球冠聚合砂浆结构施工:在步骤四中安装完成的各支座主体结构上，分别施工所述钢板球冠聚合砂浆结构；
[0023]所述钢板球冠聚合砂浆结构的施工过程如下:
[0024]步骤501、带球冠的上垫板安装:将中部上方固定有球冠的上垫板安装在步骤四中安装完成的所述支座主体结构上；
[0025]步骤502、聚合物砂浆注入:在步骤501中所述上垫板上注入预先配置好的所述聚合物砂浆，获得聚合物砂浆注浆层；
[0026]步骤六、主梁安装，过程如下:
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