一种桥梁支座用均匀传力装置及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于桥梁建造施工技术领域，尤其是涉及一种桥梁支座用均匀传力装置及其安装方法。
【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，研发出一种能够使支座受力更均匀、更合理、施工更方便、结构更耐久的构造措施，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，提供一种桥梁支座用均匀传力装置，其结构简单、设计合理且施工方便、使用效果好，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:一种桥梁支座用均匀传力装置，其特征在于:包括安装在桥梁板式橡胶支座上的受力调节装置和预埋在桥梁主梁底部的梁底预埋钢板，所述受力调节装置与所述桥梁板式橡胶支座呈平行布设；所述受力调节装置为钢板球冠聚合砂浆结构且其包括位于所述桥梁板式橡胶支座上的上垫板、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，所述桥梁主梁为钢筋混凝土梁。
[0010]上述一种桥梁支座用均匀传力装置，其特征是:所述受力调节装置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]上述一种桥梁支座用均匀传力装置，其特征是:所述桥梁板式橡胶支座为聚四氟乙烯滑板式橡胶支座；所述聚四氟乙烯滑板式橡胶支座包括下垫板、位于下垫板上的橡胶支座和平铺在橡胶支座上的滑板，所述下垫板位于支座垫石上，所述支座垫石布设于桥梁下部支撑结构上；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。
[0012]上述一种桥梁支座用均匀传力装置，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桥梁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]上述一种桥梁支座用均匀传力装置，其特征是:所述梁底预埋钢板位于所述受力调节装置的正上方，所述受力调节装置位于所述桥梁板式橡胶支座的正上方，且所述桥梁板式橡胶支座位于支座垫石的正上方。
[0014]上述一种桥梁支座用均匀传力装置，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。
[0015]上述一种桥梁支座用均匀传力装置，其特征是:所述上垫板和球冠的总高度为45mm ?55mm0
[0016]上述一种桥梁支座用均匀传力装置，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。
[0017]同时，本发明公开了一种方法步骤简单、设计合理且安装方便、安装效果好的桥梁支座用均匀传力装置的安装方法，其特征在于该方法包括以下步骤:
[0018]步骤一、梁底预埋钢板安装:先根据所述桥梁下部支撑结构上所设置桥梁板式橡胶支座的数量以及各桥梁板式橡胶支座的布设位置，对需按照均匀传力装置的数量以及各均匀传力装置的布设位置分别进行确定；再根据所确定的各均匀传力装置的布设位置，且对桥梁主梁进行预制过程中，在桥梁主梁底部预埋各均匀传力装置的梁底预埋钢板；
[0019]所述桥梁下部支撑结构上所设置桥梁板式橡胶支座的数量为多个，需安装均匀传力装置的数量与所述桥梁板式橡胶支座的数量相同；
[0020]步骤二、钢板球冠聚合砂浆结构施工:在所述桥梁下部支撑结构上的各桥梁板式橡胶支座上，分别施工所述钢板球冠聚合砂浆结构；
[0021]所述钢板球冠聚合砂浆结构的施工过程如下:
[0022]步骤201、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所述桥梁板式橡胶支座上；
[0023]步骤202、聚合物砂浆注入:在步骤201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；
[0024]步骤三、主梁安装，过程如下:
[0025]步骤301、落梁:对底部预埋有梁底预埋钢板的桥梁主梁进行吊装，并对桥梁主梁进行下落，直至桥梁主梁支撑于多个所述桥梁板式橡胶支座上的钢板球冠聚合砂浆结构上，并使桥梁主梁底部预埋的各梁底预埋钢板分别与各钢板球冠聚合砂浆结构中的所述聚合物砂浆注浆层紧密贴合；
[0026]步骤302、聚合物砂浆养护:对步骤302中所注入聚合物砂浆进行养护，待所注入聚合物砂浆达到设计强度后，获得施工成型的聚合物砂浆填充层和所述受力调节装置，完成各均匀传力装置的安装过程。
[0027]上述方法，其特征是:步骤202中进行聚合物砂浆注入之前，先在上垫板上粘贴固定橡胶密封垫，再向橡胶密封垫内注入所述聚合物砂浆，所述聚合物砂浆注浆层的顶面高度高于球冠的顶部高度。
[0028]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0029]1、所采用的均匀传力装置结构简单且施工方便，投入成本较低。
[0030]2、所采用的均匀传力装置施工周期短且其施工质量易于保证。
[0031]3、所采用的均匀传力装置结构设计合理，主要包括梁底预埋钢板和钢板球冠聚合砂浆结构，钢板球冠聚合砂浆结构简单，实际施工简便、实现方便且组合过程简单。
[0032]4、所采用的均匀传力装置结构设计巧妙且受力合理，通过在上垫板上增设球冠，并在上垫板与梁底预埋钢板之间采用慢凝型的聚合物砂浆进行填充，同时通过主梁架设时对聚合物砂浆的挤压成型自动调整桥面的横坡及纵坡，形成支座安装与主梁架设后对支座的微调机制，实现支座均匀受压。
[0033]5、所采用的均匀传力装置投入成本较低，所用材料为常规路用材料，容易获得，制作、运输方便。
[0034]6、通过在常规的桥梁板式橡胶支座上增设均匀传力装置，能对桥梁板式橡胶支座的性能进行实质性改变；并且，均匀传力装置的施工质量易于保证，基于支座安装与主梁架设后的微调机制对施工误差进行消除，实现支座的均匀受压，并且能有效防止支座脱空、偏压、局部变形过大等病害的发生，提升支座质量及使用寿命。
[0035]7、所采用的安装方法步骤简单、设计合理且实现方便、施工效果好，通过钢板球冠聚合物砂浆结构自动适应桥面横坡及纵坡，主梁梁底无需设置三角垫块与浇筑槽，同时主梁架设方便、快